LOS ANGELES, California (NV) – Toyota Mirai đời 2021 là chiếc xe đến từ tương lai, đúng như nghĩa của chữ Mirai trong tiếng Nhật. Vì sao? Mirai 2021 sử dụng kỹ thuật pin nguyên liệu, tức Fuel Cell, tân tiến nhất để tạo năng lượng chuyển động cho chiếc xe.
Mirai 2021 sử dụng kỹ thuật pin nguyên liệu, tức Fuel Cell, biến khí hydrogen hóa lỏng thành dòng điện vận hành xe. (Hình: Toyota)
Đây là kỹ thuật tối tân nhất đạt đúng yêu cầu của thời đại: hiệu quả, ít hao tốn nhiên liệu, và không để lại khí thải độc hại đe dọa môi trường.

Vì chất thải duy nhất mà quá trình chuyển hóa năng lượng của thiết bị Fuel Cell chỉ là nước thuần khiết.

Xe điện và xe Fuel Cell đều hoạt động bằng động cơ điện

Trước khi đi sâu hơn vào nguyên tắc hoạt động của kỹ thuật tân tiến Fuel Cell là gì, cần biết rằng xe hơi điện và xe hơi dùng Fuel Cell đều dùng động cơ điện để vận hành, nhưng mỗi xe dùng nguồn điện khác nhau.

Xe hơi điện dùng thiết bị trữ điện là pin (bình điện) để vận hành động cơ điện khiến cho xe chạy, khi hết điện trong cục pin, động cơ điện ngừng hoạt động.

Xe dùng pin năng lượng, Fuel Cell, đẩy khí hydrogen hóa lỏng chạy qua thiết bị Fuel Cell, tạo thành dòng điện, để vận hành động cơ điện, khiến cho xe chạy.
Ba bình đựng khí hydrogen (màu vàng) giúp Mirai chạy hơn 402 dặm cho một lần nạp khí với XLE model và 357 dặm cho Limited Model. (Hình: Toyota)
Nguyên tắc hoạt động của Fuel Cell

Bình nhiên liệu Fuel Cell hoạt động giống như bình điện thường, nhưng nó không bị cạn kiệt hoặc không cần sạc lại. Nó tạo ra điện và nhiệt miễn là lúc nào cũng còn có nhiên liệu.

Một pin nhiên liệu bao gồm hai điện cực – một điện cực âm và một điện cực dương, với một chất điện giải ép ở giữa 2 cực. Nhiên liệu, chẳng hạn như hydrogen, được nạp vào cực dương và không khí được nạp vào cực âm. Trong pin nhiên liệu hydro, một chất xúc tác ở cực dương phân tách các phân tử hỗn hợp hydro thành các phân tử dương proton và phân tử âm electron, các phân tử này chạy theo các con đường khác nhau đến cực âm. Các electron đi qua một mạch bên ngoài, tạo ra một dòng điện. Chính dòng điện này được dùng để vận chuyển các motor chạy bằng điện để lăn bánh xe Mirai. Trong khi đó các phân tử proton di chuyển xuyên qua chất điện giải đến cực âm, nơi chúng kết hợp với oxy và các phân tử electron để thải ra nước và nhiệt. Những chất thải thật vô hại cho môi sinh.

Những ưu điểm của Toyota Mirai

– Hạn chế tối đa khí thải: Thiết bị Fuel Cell của Mirai hoạt động chỉ sinh ra điện và để lại nước cùng hơi ẩm, không đưa ra khí thải CO2.

– Hoàn toàn không tiêu thụ xăng, dầu: Mirai chỉ nạp hydrogen làm nhiên liệu vận hành, không hề sử dụng nhiên liệu hóa thạch truyền thống.

– Tiết kiệm tài chánh nhờ hiệu suất nhiên liệu cao: Theo cơ quan Thông Tin Năng Lượng Mỹ (EIA), tỷ số tiêu thụ nhiên liệu của Fuel Cell hiệu quả gấp hai đến ba lần so với xe dùng động cơ nổ với nhiên liệu hóa thạch.

– Một bình nạp đầy hydrogen chỉ cần khoảng thời gian chừng năm phút và khi Mirai được nạp đầy hydrogen có thể chạy quãng đường lên tới 402 dặm (XLE model), không khác gì đầy bình xăng.

– Mirai chạy rất êm: Phản ứng hóa học sinh ra điện năng trong tế bào Fuel Cell để vận hành xe diễn ra rất êm và không gây ồn như động cơ nổ.

– Chi phí bảo trì của Mirai thấp tương tự như đối với các loại xe điện khác. Bên cạnh đó, nhờ vào chương trình hỗ trợ nhiên liệu của Toyota, chủ xe có thể tiết kiệm được tối đa đến 6 năm nhiên liệu miễn phí hoặc trị giá $15,000

Hydrogen nhiên liệu của tương lai

Hiệu quả của việc dùng hydrogen làm nhiên liệu đã được chứng minh bằng kỹ thuật không gian.

NASA từ lâu đã dùng tế bào năng lượng hydrogen cung cấp năng lượng cho hệ thống điện trên các phi thuyền con thoi và trạm du hành vũ trụ. Nước sinh ra từ phản ứng trong Fuel Cell được tinh lọc cho các phi hành gia làm thức uống.

Như vậy, nhiên liệu hydrogen là một nguồn năng lượng hoàn toàn sạch, không độc hại cho con người, và không làm ô nhiễm môi trường.

Do đó, việc sử dụng hydrogen càng lúc càng gia tăng trong tương lai, thay thế cho các loại nhiên liệu hóa thạch, như xăng hay dầu, vốn vừa gây ô nhiễm vừa đang cạn dần vì trữ lượng có hạn trong khi nhu cầu càng lúc càng gia tăng.

Trái lại, hydrogen là nguyên tố phong phú nhất, chiếm tới 75% tổng khối lượng vũ trụ và có vai trò quan trọng trong việc duy trì sự sống.

Việc sử dụng hydrogen làm nguồn cung cấp năng lượng cho nhân loại là hướng đi kế tiếp cho sự tiến hóa của thế giới.

Ngay từ lúc này, Toyota Mirai sẽ đưa tất cả chúng ta đi đến tương lai một cách an toàn.