- NGHIÊN CỨU KHOA HỌC ĐẠI HỌC SAO ĐỎ. - kiểm soát giãn cách sử dụng trí tuệ nhân tạo Nguyễn Quang Biên Đỗ Hoàng Khôi Nguyên Nguyễn Tuấn. - Phạm Thị Hoan Nghiên cứu thiết kế thiết bị lọc không khí sử dụng công. - Phân ch, so sánh ô tô pin nhiên liệu và ô tô điện Vũ Hoa Kỳ Trần Hải Đăng Nguyễn Long Lâm Dương Thị Hà Nghiên cứu phương pháp Polynomial Chaos Creux,. - tại Trường Đại học Sao Đỏ Nguyễn Thị Thảo. - Phân ch, so sánh ôtô pin nhiên liệu và ôtô điện. - Bài báo này tập trung đánh giá và so sánh các yếu tố khối lượng xe, dung lượng lưu trữ, lượng phát thải khí ô nhiễm cũng như lợi ích mà pin nhiên liệu mang lại. - Nghiên cứu này đã chỉ ra các tế bào nhiên liệu vượt trội so với pin điện về khối lượng, thể tích, chi phí, cắt giảm khí nhà kính, thời gian tiếp nhiên liệu, nổi trội về hiệu quả khai thác năng lượng khí tự nhiên hoặc sinh khối như chi phí nguồn và vòng đời.. - Từ khóa: Ôtô pin nhiên liệu. - chi phí nhiên liệu. - Một số lựa chọn về các loại phương tiện và nhiên liệu thay thế đang được xem xét để giải quyết các vấn đề hiện tại trên toàn cầu: Biến đổi khí hậu. - Bài báo đã phân tích và so sánh lợi ích xã hội của việc thay thế chạy xăng thông thường bằng các phương tiện được điện khí hóa một phần, bao gồm xe điện hybrid, xe hybrid chạy bằng xăng, ethanol cenlulo, hydro và tất cả các phương tiện chạy bằng pin hoặc bằng hydro và pin nhiên liệu. - Những mô phỏng này so sánh lợi ích xã hội hằng năm trong khoảng thời gian 100 năm của mỗi tổ hợp xe/nhiên liệu so với những chiếc xe thông thường.. - Kết quả cho thấy tất cả các phương tiện điện sẽ được yêu cầu kết hợp với xe hybrid, xe hybrid và nhiên liệu sinh học để giảm 80% lượng khí thải nhà kính xuống dưới mức năm 1990, đồng thời cắt giảm sự phụ thuộc vào nhiên liệu hóa thạch và loại bỏ gần như tất cả ô nhiễm không khí đô thị. - plug-in tiếp tục sử dụng động cơ đốt trong sẽ không đủ để tự mình đạt được các mục tiêu xã hội của chúng ta đề ra, ngay cả khi chúng được cung cấp nhiên liệu sinh học [1].. - Đây là lí do khiến chúng ta tìm đến một nguồn năng lượng sạch có thể thay thế và đáp ứng đuợc những yêu cầu trên.. - Pin là nguồn nhiên liệu sạch khi sử dụng điện năng và không có yếu tố phát sinh trong quá trình hoạt động đồng thời cũng thân thiện với môi trường. - Pin nhiên liệu sử dụng H 2 cũng là nguồn sinh năng lượng chủ yếu. - H 2 có thể được lưu trữ và trở thành một nguồn năng lượng sạch. - Các nguồn nhiên liệu hóa thạch như than đá và dầu mỏ là những nguồn năng lượng hữu hạn và chúng sẽ cạn kiệt trong tương lai không xa, nhưng H 2 là nguyên tố có thể được tái tạo và sử dụng lâu dài.. - Khả năng thay thế của pin nhiên liệu. - Nhiên liệu mới và phương tiện thay thế sẽ được yêu cầu để giảm sự phụ thuộc đáng kể vào nhiên liệu hóa Người phản biện: 1. - Nhiên liệu sinh học như diesel sinh học, ethanol hoặc butanol, đặc biệt là nếu được làm từ nguyên liệu cenlulo cũng rất có triển vọng. - Khí tự nhiên có thể làm giảm tiêu thụ dầu và giảm lượng khí thải nhà kính ở một mức nào đó [2], nhưng chỉ là nhiên liệu chuyển tiếp tạm thời. - Hydrogen và điện cuối cùng có thể trở thành nhiên liệu sử dụng chính mà thành phần hoàn toàn không chứa nguyên tố carbon.. - Đó chính là thời lượng sạc cho mỗi lần là nhiều và liên tục trong khi nguồn cung năng lượng là hệ thống điện lưới.. - Sự kết hợp giữa nhiên liệu sinh học và PHEV sẽ làm giảm mức tiêu thụ dầu. - Tùy thuộc vào loại nhiên liệu được sử dụng tại các nhà máy điện để tạo ra điện ở bất kỳ khu vực nào có thể giúp giảm đáng kể lượng khí thải nhà kính. - Cuối cùng, các phương tiện chạy bằng điện, chạy bằng pin nhiên liệu có thể đóng góp lớn cho các mục tiêu xã hội lâu dài của chúng ta.. - Theo như một số nghiên cứu trên thế giới [1] thì lượng khí thải sẽ giảm xuống gần như là tối đa khi ta sử dụng pin nhiên liệu, pin điện hoặc sử dụng song song.. - Các hãng xe cũng đang đầu tư cho loại nhiên liệu mới này, tiêu biểu trong đó có thể nhắc đến là i thương hiệu xe của Nhật Bản: Hệ thống pin nhiên liệu của Toyota lần đầu tiên được giới thiệu trong Toyota Mirai, chiếc xe điện chạy bằng pin nhiên liệu hydro đầu tiên trên thế giới. - Sau đó, hệ thống pin nhiên liệu của Toyota đã dần được thử nghiệm trên các phương tiện lớn hơn như xe buýt và xe tải.. - So sánh đánh giá giữa các nguồn nhiên liệu khác nhau a. - Qua tìm hiểu một số tài liệu và những đánh giá mang tính chất khách quan bài báo đã phân tích kịch bản chính về xe/nhiên liệu trong thế kỷ XXI ngoài trường hợp tham chiếu chỉ có phương tiện đốt trong xăng (ICV):. - Các pin nhiên liệu chạy bằng hydro được thêm vào ethanol PHEV, xăng HEV và ICV.. - Hỗn hợp các phương tiện hiện được sử dụng rộng rãi được minh họa trong Hình 1 bao gồm FCEV, xe chạy bằng xăng, HEV và ethanol PHEV đã thống trị doanh. - Như trong Hình 2, xe điện HEV giảm lượng khí thải GHG, nhưng những phương tiện này vẫn sử dụng động cơ đốt trong sẽ không đủ để giảm GHG xuống 80% dưới mức 1990, mục tiêu được đặt ra ban đầu là hạn chế tối đa nguồn nhiên liệu có chứa carbon, ngay cả khi nhiên liệu sinh học như ethanol celulo được sử dụng thay thế xăng để cung cấp năng lượng cho động cơ đốt trong trên PHEV cũng có sự phát thải CO 2 . - Chỉ bằng cách thêm dần FCEV hoặc pin EVs trong tương lai, chúng ta mới có thể hạn chế đáng kể lượng khí thải GHG.. - Sự ảnh hưởng tới mức tiêu thụ dầu mỏ khi sử dụng pin nhiêu liệu thay thế nhiên liệu hóa thạch là lớn. - Khi thay thế bằng pin nhiên liệu, các phương tiện sẽ sử dụng ở một mức độ nào đó sẽ làm cho mức ảnh hưởng của dầu mỏ giảm đi, do nguồn cung dầu mỏ không còn là duy nhất. - Tương tự, Hình 3 cho thấy HEV và PHEV chạy bằng nhiên liệu sinh học khó có thể giảm mức tiêu thụ dầu ở Mỹ xuống mức cho phép. - Nhìn chung khi đã sử dụng các nguồn nhiên liệu khác nhau thì mức tiêu thụ tập trung nhiên liệu vào một nguồn nào đó sẽ giảm xuống.. - Chi phí để giải quyết ô nhiễm không khí. - Đối với ôtô sử dụng động cơ xăng chi phí ô nhiễm không khí không hề nhỏ vì cần các bầu lọc cũng như những biện pháp đốt để làm giảm lượng CO 2 và khí thải độc hại. - Chi phí cho ô nhiễm không khí (Tỷ USD/năm). - Chi phí cho vấn đề ô nhiễm không khí [3]. - Như trong phân tích trên do không có sự phát thải CO 2 nên mức độ ô nhiễm cũng như chi phí đầu tư cho vấn đề này ở pin nhiên liệu là không có.. - Nhìn chung lại: Để đạt được sự độc lập của dầu mỏ, để cắt giảm GHG xuống 80% dưới mức 1990 và để loại bỏ phần lớn ô nhiễm không khí đô thị khỏi ôtô và xe tải, cuối cùng chúng ta sẽ phải “loại bỏ động cơ đốt trong” khỏi nhiều phương tiện và thay vào đó là sử đụng động cơ điện với nguồn nhiên liệu sạch.. - Chúng ta hiện chỉ có hai lựa chọn chính để cung cấp năng lượng cho xe đó là pin nhiên liệu hoặc pin. - Pin nhiên liệu lấy được năng lượng của chúng từ hydro được lưu trữ trong xe, trong khi pin có được tất cả năng lượng của chúng từ pin được sạc bởi hệ thống điện quốc gia. - Cả hydro và điện đều có thể được tạo ra từ các nguồn carbon thấp hoặc bằng không bao gồm năng lượng tái tạo (năng lượng mặt trời, gió và sinh khối), năng lượng hạt nhân và than với thu hồi và lưu trữ carbon (CCS). - Cả hydro và điện đều là nhiên liệu carbon bằng 0 [2] sẽ cho phép các phương tiện chạy bằng điện đáp ứng các tiêu chuẩn nghiêm ngặt về phương tiện không phát thải CO 2 , hầu như tất cả ô nhiễm không khí đô thị có thể kiểm soát được từ các phương tiện cơ giới.. - SO SÁNH PIN NHIÊN LIỆU VÀ PIN. - Trong các phần này, chúng ta so sánh khối lượng giữa xe điện chạy bằng pin nhiên liệu hydro (FCEV) với xe điện chạy bằng pin (BEV) về khối lượng, thể tích, hàm lượng phát thải khí nhà kính, thời gian nạp nhiên liệu, hiệu quả năng lượng, cơ sở hạ tầng và chi phí nhiên liệu.. - Khối lượng xe. - Năng lượng thực tế hữu ích (Wh/kg). - Phần năng lượng được vẽ trên biểu đồ này là năng lượng hữu ích thực tế được cung cấp cho bộ điều khiển động cơ xe, chứ không phải tổng năng lượng được lưu trữ (khối lượng). - Đối với hydro, năng lượng điện trong hệ thống pin nhiên liệu, xấp xỉ 52% giá trị thấp hơn của hydro được lưu trữ trong các bình chứa khí nén (tính trung bình trong một chu kỳ lái xe với tốc độ cao). - Tổng khối lượng trong tính toán năng lượng cụ thể bao gồm các bình hydro, bộ pin năng lượng cao để tăng tốc, và ngăn xếp pin nhiên liệu cộng với tất cả các thành phần của hệ thống pin nhiên liệu phụ như làm ẩm, thổi khí và điều khiển điện tử. - Tương tự, đối với pin, chỉ bao gồm năng lượng được cung cấp cho động cơ, năng lượng cụ thể. - Ví dụ, một bộ pin có thể lưu trữ 200 Wh/kg năng lượng, nhưng nếu trạng thái sạc (SOC) chỉ có thể thay đổi trong khoảng từ 20%. - Khối lượng được sử dụng để tính toán năng lượng cụ thể bao gồm tất cả các thành phần của hệ thống pin như hệ thống quản lý nhiệt, bộ sạc pin trên xe và các hệ thống điều khiển điện tử liên quan.. - Về mặt FCEV sử dụng nhiên liệu hydrogen hóa lỏng tất nhiên là sẽ nhẹ hơn khối lượng của pin khi thêm vào nên càng di chuyển xa FCEV lại có lợi thế hơn. - Một số nhà phân tích lo ngại về khối lượng cần thiết cho các bình hydro khí nén trên FCEV, chúng chiếm nhiều không gian hơn bình xăng, nhưng bình hydro nén cộng với hệ thống pin nhiên liệu cùng nhau chiếm ít không gian hơn pin trên mỗi đơn vị năng lượng hữu ích cung cấp cho động cơ. - Thêm không gian cần thiết cho pin năng lượng cao nhất trên FCEV làm cho mật độ năng lượng hữu ích của hệ thống gần bằng với pin Li-ion tiên tiến với các thùng lưu trữ 35 MPa như trong ình dưới đây, trong khi các xe tăng 70 MPa được các ưa thích sẽ có mật độ năng lượng cao hơn.. - Mật độ năng lượng hữu ích. - Tổng khối lượng cần thiết cho các bình hydro và hệ thống pin nhiên liệu được so sánh với các bộ pin sử dụng điện năng.. - Khi pin EV nặng hơn pin nhiên liệu (FCEV) cho phạm vi lớn hơn 80 km ,với pin BEV đòi hỏi lưu trữ năng lượng trên xe lớn hơn để đi di chuyển một khoảng cách nhất định, đòi hỏi nhiều không gian hơn trên xe mặc dù hai hệ thống có gần giống hữu ích mật độ năng lượng.. - Một pin EV với pin Li-ion tiên tiến về nguyên tắc đạt quãng đường di chuyển 400-480 km, nhưng sẽ mất 450-600 dm3 không gian Pin nhiên liệu cộng với bể chứa hydro sẽ chiếm khoảng một nửa không gian này.. - Vì sản phẩm trong quá trình hoạt động của các loại pin là 0 nhưng ở đây chúng ta xét đến quá trình tạo ra năng lượng sử dụng. - Cũng chính vì thế nên sử dụng điện sạc cũng đã gián tiếp gây ảnh hưởng tới môi trường. - Để tăng công suất cũng như số kilômet xe chạy có thể chạy đồng nghĩa Khối lượng xe. - tăng khối lượng EV bằng cách thêm pin để đạt được phạm vi hợp lý làm tăng mức tiêu thụ nhiên liệu như xe hơi. - Một pin NiMH EV với hơn 200-240 km và Li- ion pin EV tiên tiến với hơn 430 km phạm vi sẽ tạo ra nhiều khí thải nhà kính hơn so với một chiếc xe xăng có thể so sánh.. - Hydro FCEV chạy trên hydro được tạo ra từ khí tự nhiên có thể đạt được phạm vi 480-560 km theo yêu cầu đặt ra. - Nhìn vào biểu đồ ta có thể thấy rõ rằng lượng phát thải do quá trình sản xuất nhiên liệu ở Mỹ là thấp nhất do được sản xuất từ các phương pháp sạch. - Điều đó tùy thuộc vào chất liệu sản xuất pin, lượng than đá tạo ra điện để sạc cho các pin trong quá trình sử dụng.. - Phát thải khí ô nhiễm trong quá trình sản xuất Thời gian tiếp nhiên liệu của các pin sử dụng năng lượng điện là khá lớn kể cả khi có các công nghệ sạc nhanh, thường dao động từ 5 - 10 tiếng tùy vào công nghệ tích hợp trên các loại pin đó. - ta có thể hóa lỏng và sạc nó như một chất lỏng bình thường, tuy nhiên điều này cũng đòi hỏi phải có cơ sở hạ tầng cũng như công nghệ hiện đại để đạt được sự tối ưu hóa.. - Kromer và Heywood tại MIT đã phân tích chi phí có thể của các phương tiện thay thế khác nhau trong sản xuất hàng loạt [4]. - Chi phí nhiên liệu. - Chi phí nhiên liệu xe (điện hoặc hydro) mỗi kilômet được điều khiển sẽ phụ thuộc vào giá nhiên liệu trên mỗi đơn vị năng lượng và nền kinh tế nhiên liệu của xe. - Vì vậy, chi phí nhiên liệu trên mỗi đơn vị năng lượng sẽ tương đương một khi cơ sở hạ tầng hydro được đưa ra. - Ban đầu, nếu không có trợ cấp của chính phủ, chi phí hydro sẽ lớn hơn nhiều trước khi có đủ FCEV trên đường để cung cấp cho các công ty năng lượng lợi tức đầu tư hợp lý. - Ngoài ra, nhiều chủ sở hữu BEV có thể nhận được mức giá điện thấp hơn nếu họ sạc pin vào ban đêm, chi phí cho mỗi dặm cho chủ sở hữu BEV với mức giá thấp nhất là 6 cent/kWh sẽ bằng khoảng một nửa chi phí nhiên liệu hydro mỗi kilômet cho chủ sở hữu FCEV [5].. - Chi phí cơ sở hạ tầng. - Chi phí cơ sở hạ tầng là điều kiện tiên quyết ảnh hưởng đến tương lai của pin nhiên liệu. - Đó là các yếu tố cần thiết nhất để pin nhiên liệu có thể ứng dụng được vào cuộc sống.. - Hiệu quả năng lượng. - Pin nhiên liệu là nguồn năng lượng sạch, năng lượng tiêu hao chỉ ở các điện trở trong dây dẫn và số ít tiêu hao trong quá trình tách electron. - trong lượng năng lượng tiêu thụ thực tế cao nhất là khoảng 40%. - Qua đó thấy được hiệu quả khi sử dụng pin nhiên liệu thay thế có hiệu quả tương đối lớn.. - Nghiên cứu, đánh giá đã chứng minh rằng sử dụng pin nhiên liệu có mức độ phát thải, chi phí trong quá trình vận hành và hiệu quả năng lượng vượt trội hơn các loại pin thông thường.. - Vì là nguồn nhiên liệu tự nhiên và có thể được sản xuất dễ dàng nên sự phụ thuộc vào nguồn nhiên liệu là rất ít.. - Mật độ lưu trữ năng lượng cao có thể sử dụng để di chuyển xa đồng thời cũng tiết kiệm năng lượng và hạn chế số lần nạp.. - Giải pháp hiện tại là sử dụng nhiên liệu hydrogen kết hợp với điện năng để làm giảm lượng chi phí vốn ban đầu đồng thời vẫn đạt được hiệu quả vận hành.. - Với sự cải tiến công nghệ trong tương lai pin nhiên liệu sẽ sớm được áp dụng phổ biến trên toàn thế giới.. - Năm 201 : Tốt nghiệp Thạc sĩ ngành Kỹ thuật cơ khí, Trường Đại học Bách khoa Hà Nội.. - Tóm tắt công việc hiện tại: Giảng viên khoa Cơ khí, rường Đại học Sao Đỏ.. - Năm 2010: Tốt nghiệp Thạc sĩ ngành Công nghệ chế tạo máy, Trường Đại học Bách khoa Hà Nội.. - Tóm tắt công việc hiện tại: Giảng viên khoa Cơ Khí, Trường Đại học Sao Đỏ.. - Tóm tắt công việc hiện tại: Giảng viên khoa Cơ khí, Trường Đại học Sao Đỏ.
Xem thử không khả dụng, vui lòng xem tại trang nguồn hoặc xem
Tóm tắt