báo cáo khoá luận tốt nghiệp chủ đề nghiên cứu ảnh hưởng nhiên liệu hydro đến đặc tính động cơ xăng cỡ nhỏ

<span class="text_page_counter">Trang 1</span><div class="page_container" data-page="1">

<b>HỌC VIỆN NÔNG NGHIỆP VIỆT NAMKHOA CƠ ĐIỆN</b>

</div><span class="text_page_counter">Trang 2</span><div class="page_container" data-page="2">

<b>HỌC VIỆN NÔNG NGHIỆP VIỆT NAMKHOA CƠ ĐIỆN</b>

<b>--- ---</b>

<b>BÁO CÁO KHOÁ LUẬN TỐT NGHIỆPCHỦ ĐỀ “NGHIÊN CU ẢNH HƯỞNG NHIÊN LIỆU HYDRO</b>

<b>ĐẾN ĐẶC TÍNH ĐỘNG CƠ XĂNG CỠ NHỎ”</b>

<b>Nhóm sinh viên thực hiện</b>

</div><span class="text_page_counter">Trang 3</span><div class="page_container" data-page="3">

<b>MỤC LỤC</b>

DANH MỤC HÌNH ẢNH...4

LỜI NĨI ĐẦU...6

PHẦN M4 ĐẦU...9

PHẦN NGHIÊN CỨU CHUNG...11

Chương 1. T:ng quan vấn đ> nghiên cứu...11

1.1. Tình hình ơ nhiễm do sử dụng nhiên liệu hố thạch trong, ngồi nước...11

1.1.1 Nhiên liệu hố thạch là gì?...11

1.1.2 Tác hại của việc sử dụng nhiên liệu hóa thạch đối với mơi trường:. .12a) Khí thải gây hiệu ứng nhà kính...12

b) Ơ nhiễm khơng khí...13

c) Ảnh hưởng đến đất đai và nguồn nước...15

1.1.3 Tình hình tồn cầu:...17

1.2. Tình hình phát tri\n nguồn năng lượng phi truy>n thống...18

1.3. Các dạng nhiên liệu mới sử dụng cho động cơ đốt trong...22

1.3.1 Nhiên liệu sinh học (Biofuel)...22

1.3.2 Nhiên liệu khí (Natural Gas)...23

1.3.3 Nhiên liệu hydro (Hydrogen)...25

1.3.4 Công nghệ pin lưu trữ điện...26

1.4. Đă fc đi\m động cơ khi sử dụng nhiên liệu Hydro...28

1.5. Ưu đi\m và ti>m năng phát tri\n nhiên liệu Hydro...33

1.5.1 Ưu đi\m của động cơ sử dụng nhiên liệu hydro...33

</div><span class="text_page_counter">Trang 4</span><div class="page_container" data-page="4">

1.5.2 Ti>m năng phát tri\n nhiên liệu hydro...34

1.6. Các phương pháp sản xuất nhiên liệu Hydro hiện nay...36

1.7. Đối tượng nghiên cứu – động cơ xăng HUWEI + máy phát 2.5kW...39

Chương 2. Chuy\n đ:i động cơ xăng chế hồ khí sang sử dụng nhiên liệu hydro..43

2.1. Đă fc đi\m động cơ xăng cỡ nhỏ (HUWEI)...43

2.2. Chuy\n đ:i hệ cung cấp nhiên liệu hydro cho động cơ...45

2.2.1 Thiết kế thử nghiệm c: hút mới cho động cơ...45

2.2.2 Cấu tạo và nguyên lý hệ thống phân phối nhiên liệu Hydro...50

2.2.3 Đánh giá hiệu suất của c: hút mới...53

2.2.4 Sửa đ:i hệ thống ga của động cơ...54

2.2.5 Thay thế ống xả của động cơ...55

2.2.6 Kết luận v> hệ cung cấp nhiên liệu hydrogen cho động cơ...56

Chương 3. Thí nghiệm xác định ảnh hưởng nhiên liệu hydro đến đặc tính động cơ...58

3.1. Thí nghiệm xác định đặc tính ngồi động cơ nguyên bản – sử dụng xăng.. 58

3.1.1 Công tác chuẩn bị thiết bị trước khi tiến hành nghiên cứu...58

3.1.2 Khởi động và làm nóng động cơ...59

3.1.3 Thử nghiệm hiệu suất của động cơ...59

3.1.4 Thu kết quả thí nghiệm và phân tích kết quả...61

3.2. Thí nghiệm xác định đặc tính ngồi động cơ sử dụng 100 % hydro...61

3.2.1 Cơng tác chuẩn bị thiết bị trước khi tiến hành nghiên cứu...61

3.2.2 Khởi động và làm nóng động cơ...62

3.2.3 Thử nghiệm hiệu suất của động cơ...62

</div><span class="text_page_counter">Trang 5</span><div class="page_container" data-page="5">

3.2.4 Thu kết quả thí nghiệm và phân tích kết quả...653.3. Kết luận ảnh hưởng của mức sử dụng nhiên liệu hydro đến đặc tính độngcơ. ...65KẾT LUẬN...68TÀI LIỆU THAM KHẢO...71

</div><span class="text_page_counter">Trang 6</span><div class="page_container" data-page="6">

<b>DANH MỤC HÌNH ẢNHChương 1: TKng quan vOn đQ nghiên cRu</b>

Hình 1. 1. Than đá, một trong những nguồn nhiên liệu hố thạch quan trọng...12

Hình 1. 2. Mơ tả hiệu ứng nhà kính...13

Hình 1. 3. Phương tiện giao thơng phát thải gây ảnh hưởng nghiêm trọng tới môitrường xung quanh...15

Hình 1. 4. Các khu rừng bị phá bỏ đ\ khai thác nhiên liệu hố thạch...16

Hình 1. 5. 145.560 tấm pin năng lượng mặt trời tại Nhà máy Điện mặt trời TTCPhong Đi>n...19

Hình 1. 6. Một trong những nhà máy điện gió tại Việt Nam tận dụng địa hình đồinúi đ\ phát tri\n năng lượng tái tạo...20

Hình 1. 7. Nhà máy thuỷ điện Hồ Bình, một trong những nhà máy cung cấp điệnquan trọng của mi>n bắc...21

Hình 1. 8. Nhà máy điện hạt nhân đang hoạt động...22

Hình 1. 9. Bắp, một trong những nguyên liệu chế tạo ra nhiên liệu sinh học...23

Hình 1. 10. Mơ tả địa chất nhiên liệu hố thạch (Phỏng theo tờ thơng tin Khảo sátĐịa chất Hoa Kỳ 0113-01)...24

Hình 1. 11. Hydrogen nguồn năng lượng xanh của tương lai...26

Hình 1. 12. Động cơ đốt trong sử dụng nhiên liệu Hydrogen do JCB nguyên cứuphát tri\n...29

Hình 1. 13. Ti>m năng phát tri\n của nhiên liệu Hydrogen...34

Hình 1. 14. Ti>m năng phát tri\n của nhiên liệu Hydrogen...35

Hình 1. 15. Phương pháp sản suất nhiên liệu Hydrogen...37

Hình 1. 16. Quy trình điện phân và phân phối Hydrogen...39

</div><span class="text_page_counter">Trang 7</span><div class="page_container" data-page="7">

Hình 1. 17. Kênh sáng tạo nội dung đi đầu trong linh vực chuy\n đ:i động cơ sử

dụng nhiên liệu xăng sang nhiên liệu hydrogen...41

Hình 1. 18. Hình ảnh thực tế hệ thống cung cấp nhiên liệu động cơ HUAWEI...42

<b>Chương 2: Chương 2. ChuyUn đKi động cơ xăng chế hồ khí sang sử dụngnhiên liệu hydro</b>Hình 2. 1. Hình ảnh ngoại quan của động cơ HUAWEI 168F-1/P...44

Hình 2. 2. Quá trình nghiên cứu thiết kế lại hệ thống cung cấp nhiên liệu...46

Hình 2. 3. Chi tiết hệ thống cung cấp nhiên liệu nguyên bản của động cơ HUAWEI168F-1/P...47

Hình 2. 4. Phác thảo thiết kế mới của c: hút động cơ HUAWEI 168F-1/P...48

Hình 2. 5. Mẫu thủ nghiệm c: hút theo thiết kế mới...49

Hình 2. 6. C: hút theo thiết kế mới được gia cơng bằng vật liệu đã chọn...50

Hình 2. 7. Sơ đồ hệ thống phân phối nhiên liệu Hydrogen...51

Hình 2. 8. Tồn bộ hệ thống được đấu nối bắt đầu cho quá trình thử nghiệm...54

Hình 2. 9. Hình ảnh chi tiết bộ phận ga tự động thích ứng...55

Hình 2. 10. Đường ống xả mới được thiết kế thông thống hơn...57

<b>Chương 3: Thí nghiệm xác định ảnh hưởng nhiên liệu hydro đến đặc tínhđộng cơ</b>Hình 3. 1. Phương pháp đo vịng tua trên động cơ thí nghiệm sử dụng nhiên liệuxăng...60

Hình 3. 2. Đồng hồ hi\n thị cơng suất tiêu thụ của thiết bị tiêu thụ điện cơng suấtlớn...61

Hình 3. 3. Phương pháp đo vòng tua trên động cơ thí nghiệm sử dụng nhiên liệuHydrogen...64

Hình 3. 4. Đồng hồ hi\n thị công suất tiêu thụ của thiết bị tiêu thụ điện cơng suấtlớn...65

</div><span class="text_page_counter">Trang 8</span><div class="page_container" data-page="8">

<b>LỜI NĨI ĐẦU</b>

Nước ta đang trên con đường phát tri\n cơng nghiệp hóa hiện đại hóa. Ngành cơngnghiệp ơ tơ được định hướng là ngành then chốt và đang trên con đường phát tri\nmạnh mẽ, đặc biệt cùng với việc ứng dụng khoa học kĩ thuật công nghệ cao vàotrong ngành đã đưa ngành cơng nghiệp chế tạo ơ tơ hịa nhập cùng với tốc độ pháttri\n của sự cơng nghiệp hóa hiện đại hóa đất nước. Ngày nay với sự phát tri\n rấtnhanh và mạnh mẽ của n>n khoa học thì động cơ chạy bằng nhiên liệu thay thế dầndần được phát tri\n và sử dụng, bởi chúng có những ưu đi\m vượt trội so với độngcơ đốt trong sử dụng nhiên liệu xăng và diesel.

Trong bối cảnh này, việc nghiên cứu và phát tri\n các loại nhiên liệu mới, đặc biệtlà nhiên liệu hydro, đang trở thành xu hướng tất yếu. Hydro không chỉ là nguồnnhiên liệu sạch, hạn chế tác động với mơi trường, mà cịn giúp giảm sự phụ thuộcvào nguồn nhiên liệu hóa thạch đang dần cạn kiệt. Hơn nữa, việc sử dụng hydrolàm nhiên liệu cho động cơ ơ tơ có th\ giúp nâng cao hiệu suất hoạt động của độngcơ, giảm thi\u khí thải có hại và góp phần bảo vệ mơi trường sống của các sinh vậttrên trái đất.

Hiện nay, nhi>u quốc gia trên thế giới đã đầu tư mạnh mẽ vào nghiên cứu và pháttri\n công nghệ hydro, bao gồm việc xây dựng cơ sở hạ tầng như trạm nạp nhiênliệu hydro và cải tiến kỹ thuật sản xuất, lưu trữ hydro an toàn. Sự phát tri\n nàykhông chỉ mở ra cơ hội mới cho ngành cơng nghiệp ơ tơ mà cịn góp phần vào mụctiêu phát tri\n b>n vững, giảm thi\u tác động tiêu cực đến môi trường. Việc ViệtNam nắm bắt và áp dụng các tiến bộ này sẽ giúp nâng cao năng lực cạnh tranh củangành công nghiệp ô tô trong khu vực và trên thế giới.

</div><span class="text_page_counter">Trang 9</span><div class="page_container" data-page="9">

Qua q trình học tập tại Học viện Nơng nghiệp Việt Nam, chúng em nhận thấyrằng động cơ chạy bằng nhiên liệu thay thế có nhi>u ưu đi\m vượt trội hơn so vớiđộng cơ chạy bằng xăng và dầu diesel chính vì thế, em đã lựa chọn đ> tài “Nghiênc u ảnh hưởng nhiên liệu Hydro đến đặc tính động cơ xăng cỡ nhỏ”. Đ> tài nàykhơng chỉ mang tính chất lý thuyết mà cịn có tính ứng dụng cao, giúp chúng emhi\u rõ hơn v> nguyên lý hoạt động cũng như tìm ra ưu nhược đi\m của việcchuy\n đ:i nhiên liệu trên các động cơ sử dụng nhiên liệu truy>n thống. Từ đó giúpmở ra hướng đi mới trong việc phát tri\n các loại động cơ sạch, góp phần vào sựphát tri\n b>n vững của ngành công nghiệp ô tô nước ta. Chúng em hy vọng rằngqua nghiên cứu này, chúng em có th\ đóng góp một phần nhỏ vào sự tiến bộ củangành công nghiệp ô tô cũng như thúc đẩy việc sử dụng các nguồn năng lượng táitạo trong tương lai.

Ngoài ra, đ> tài nghiên cứu này cịn có ti>m năng giúp cải thiện chất lượng khơngkhí và giảm thi\u tác động tiêu cực đến sức khỏe con người, đặc biệt ở các đô thịlớn nơi tình trạng ơ nhiễm khơng khí đang trở nên nghiêm trọng. Qua việc hi\u rõhơn v> ảnh hưởng của nhiên liệu hydro đến động cơ, chúng em mong muốn có th\đưa ra các giải pháp thực tiễn và khả thi, góp phần vào sự chuy\n đ:i xanh củangành công nghiệp ô tô. Chúng em tin rằng với những nỗ lực không ngừng nghỉ vàsự hỗ trợ từ cộng đồng khoa học, mục tiêu này sẽ sớm trở thành hiện thực, mang lạilợi ích to lớn cho xã hội và mơi trường.

Trong bài báo cáo khố luận này, chúng em đã cố gắng tìm hi\u, nghiên cứu các tàiliệu tham khảo cũng những các giáo trình được thầy Đặng Tiến Hoà cung cấp, cùngvới vận dụng những kiến thức đã học tại lớp, làm việc một cách nghiêm túc vớimong muốn hoàn thành bài báo cáo một cách tốt nhất. Tuy nhiên, q trình thựchiện khơng tránh khỏi những thiếu sót. Chúng em mong muốn được các thầy phụtrách bộ mơn chỉ dẫn đ\ bài báo cáo được hồn thiện hơn.

</div><span class="text_page_counter">Trang 10</span><div class="page_container" data-page="10">

Cuối cùng, chúng em xin bày tỏ sự cảm ơn đến các thầy phụ trách bộ mơn trongkhoa cùng các anh chị khóa trên đã tận tình chỉ dẫn. Đặc biệt, em xin gửi lời cảmơn đến thầy Đặng Tiến Hòa đã quan tâm, cung cấp các tài liệu, nhiệt tình hướngdẫn trong quá trình làm khoá luận tốt nghiệp.

</div><span class="text_page_counter">Trang 11</span><div class="page_container" data-page="11">

<b>PHẦN MỞ ĐẦU</b>

Động cơ đốt trong sử dụng nhiên liệu hydro (Hydrogen internal combustion engine- HICE) hoạt động dựa trên nguyên lý tương tự như động cơ đốt trong truy>nthống, nhưng sử dụng hydro làm nhiên liệu thay vì xăng hoặc dầu diesel. Với sốlượng động cơ đốt trong sử dụng nhiên liệu hydro cịn hạn chế, gây khó khăn choviệc giải thích cách sửa chữa chúng. Do đó, phần này không phục vụ như mộthướng dẫn sửa chữa, mà là một phác thảo mô tả hoạt động của động cơ hydro vàcác thành phần chính của nó, lợi ích, nhược đi\m của nó và cách các thành phần cóth\ được sửa đ:i hoặc tái thiết kế đ\ giảm nhược đi\m. Nói chung, đ\ có được mộtđộng cơ đốt trong chạy bằng hydro khơng khó. Tuy nhiên, đ\ có được một động cơđốt trong sử dụng nhiên liệu hydro hoạt động hiệu quả lại là một thách thức khóhơn. Nội dung phần báo cáo này sẽ chỉ ra các thành phần và kỹ thuật chính cầnthiết đ\ tạo ra một động sử dụng nhiên liệu Hydrogen chỉ chạy, chưa phải là độngcơ sử dụng nhiên liệu Hydrogen hoạt động hiệu quả.

Nỗ lực đầu tiên trong việc phát tri\n động cơ hydro đã được báo cáo bởi ReverendW. Cecil vào năm 1820. Cecil đã trình bày cơng việc của mình trước Hiệp hội triếthọc Cambridge trong một bài báo có tựa đ> “Ứng dụng khí hydro đ\ sản xuất nănglượng di chuy\n trong máy móc”. Theo ngun lý chân khơng, trong đó áp suất khíquy\n đẩy pít-tơng ngược lại chân không đ\ tạo ra năng lượng. Chân không đượctạo ra bằng cách đốt cháy hỗn hợp hydro-khơng khí, cho phép nó mở rộng và sauđó nguội đi. Mặc dù động cơ chạy :n định, động cơ chân không không bao giờthành hiện thực (Trích dẫn theo bài báo “Động cơ Hydrogen: Công nghệ mới đitrước thời đại”).

</div><span class="text_page_counter">Trang 12</span><div class="page_container" data-page="12">

Trong suốt q trình phát tri\n, khơng th\ khơng nhắc tới đóng góp của nhiên liệuHydrogen trong hàng không vũ trụ. Hydrogen đã được sử dụng rộng rãi trongngành hàng không vũ trụ vì nó có tỷ lệ năng lượng trên trọng lượng tốt nhất của bấtkỳ nhiên liệu nào. Hydro lỏng là nhiên liệu được lựa chọn cho động cơ tên lửa, vàđã được sử dụng trong các giai đoạn phóng của nhi>u nhiệm vụ khơng gian baogồm các nhiệm vụ Apollo đến mặt trăng, Skylab, các nhiệm vụ Viking đến sao Hỏavà tàu Voyager nhiệm vụ đến sao Th:. Trong những năm gần đây, mối quan tâm v>khơng khí sạch hơn, cùng với quy định ơ nhiễm khơng khí nghiêm ngặt hơn vàmong muốn giảm sự phụ thuộc vào nhiên liệu hóa thạch đã khơi dậy mối quan tâmđối với hydrogen như một loại nhiên liệu mạnh. Việc sử dụng hydro có th\ gópphần vào mục tiêu tạo ra khơng khí sạch hơn và phát tri\n năng lượng b>n vững,mở ra một kỷ nguyên mới cho công nghệ năng lượng.

</div><span class="text_page_counter">Trang 13</span><div class="page_container" data-page="13">

<b>PHẦN NGHIÊN CU CHUNGChương 1. TKng quan vOn đQ nghiên cRu</b>

<b>1.1.Tình hình ơ nhiễm do sử dụng nhiên liệu hố thạch trong, ngồi nước. </b>

1.1.1 Nhiên liệu hố thạch là gì?

Hình 1. 1. Than đá, một trong những nguồn nhiên liệu hoá thạch quan trọngNhiên liệu hóa thạch được hi\u đơn giản là những chất có trong lớp vỏ Tráiđất như than đá, dầu mỏ, khí tự nhiên, phiến dầu, nhựa đường, cát hắc ín vàdầu nặng. Thành phần của chúng đ>u chứa hàm lượng cao hydrocarbon vàcarbon. Nhiên liệu hóa thạch có nguồn gốc hình thành từ xác thực vật vàđộng vật chết. Trải qua q trình phân hủy kỵ khí và địa chất kéo dài hàngtrăm triệu năm, xác sinh vật biến đ:i thành nhiên liệu hóa thạch đúng như têngọi của nó.

- Các loại nhiên liệu hóa thạch chính bao gồm:

 Than đá: Hình thành từ thực vật c: đại, tích tụ trong các đầm lầy và bịchôn vùi dưới các lớp trầm tích. Qua thời gian và dưới áp lực và nhiệt độcao, những vật liệu này biến đ:i thành than đá.

</div><span class="text_page_counter">Trang 14</span><div class="page_container" data-page="14">

 Dầu mỏ (dầu thơ): Được hình thành từ sự phân hủy của các sinh vật bi\nnhỏ như tảo và động vật phù du. Khi các sinh vật này chết đi, chúng lắngđọng xuống đáy bi\n và bị chơn vùi dưới lớp trầm tích. Qua hàng triệunăm, dưới đi>u kiện áp suất và nhiệt độ cao, chúng biến đ:i thành dầumỏ.

 Khí tự nhiên: Cũng được hình thành từ các sinh vật bi\n nhỏ tương tựnhư dầu mỏ. Khí tự nhiên chủ yếu gồm methane và các hydrocarbonkhác, được tạo ra qua quá trình phân hủy kỵ khí trong đi>u kiện áp suấtvà nhiệt độ cao.

1.1.2 Tác hại của việc sử dụng nhiên liệu hóa thạch đối với mơi trường:a) Khí thải gây hiệu ứng nhà kính

Khí thải gây hiệu ứng nhà kính là một trong những vấn đ> môi trườngnghiêm trọng nhất hiện nay. Khi đốt nhiên liệu hóa thạch như than đá, dầumỏ, và khí đốt tự nhiên, q trình này giải phóng ra các loại khí nhà kính,đặc biệt là khí carbon dioxide (CO ). Những khí này tích tụ trong bầu khí₂quy\n và tạo ra một lớp chắn, ngăn cản nhiệt từ Trái đất thốt ra ngồi khơnggian. Hậu quả là nhiệt độ Trái đất tăng lên, gây ra hiện tượng ấm lên toàn cầuvà biến đ:i khí hậu.

</div><span class="text_page_counter">Trang 15</span><div class="page_container" data-page="15">

Hình 1. 2. Mơ tả hiệu ứng nhà kính

Hiệu ứng nhà kính là hiện tượng tự nhiên giúp duy trì nhiệt độ Trái đất ởmức phù hợp cho sự sống. Tuy nhiên, do hoạt động của con người, đặc biệtlà việc đốt nhiên liệu hóa thạch, nồng độ các khí nhà kính trong bầu khíquy\n đã tăng lên một cách đáng k\, làm cho hiệu ứng nhà kính trở nênmạnh mẽ hơn. Đi>u này dẫn đến nhi>u hệ quả tiêu cực như:

<b>- Biến đKi khí hậu: Sự thay đ:i khí hậu tồn cầu, với các hiện tượng thời tiết</b>

cực đoan như bão lụt, hạn hán, và nhiệt độ khắc nghiệt.

<b>- Tăng mực nước biUn: Nhiệt độ tăng làm tan băng ở các vùng cực và làm</b>

giãn nở nước bi\n, dẫn đến mực nước bi\n dâng cao, đe dọa các vùng đấtthấp và đảo quốc.

<b>- Suy giảm đa dạng sinh học: Nhi>u loài động và thực vật khơng th\ thích</b>

nghi kịp với sự thay đ:i khí hậu, dẫn đến sự tuyệt chủng của một số lồi.

<b>- Ảnh hưởng đến nơng nghiệp: Thay đ:i khí hậu ảnh hưởng đến mùa vụ và</b>

năng suất cây trồng, đe dọa an ninh lương thực toàn cầu.

</div><span class="text_page_counter">Trang 16</span><div class="page_container" data-page="16">

b) Ơ nhiễm khơng khí

Ơ nhiễm khơng khí là một vấn đ> mơi trường nghiêm trọng ảnh hưởng đếnsức khỏe con người và hệ sinh thái. Các phương tiện giao thơng sử dụngnhiên liệu hóa thạch là một trong những nguồn chính gây ra ơ nhiễm khơngkhí. Khi đốt cháy nhiên liệu hóa thạch như xăng và dầu diesel, các phươngtiện này phát sinh nhi>u loại khí thải và hạt bụi gây hại.

Hình 1. 3. Phương tiện giao thông phát thải gây ảnh hưởng nghiêm trọng tớimôi trường xung quanh

Các loại khí thải thường thấy từ phương tiện giao thông:- Sulfur dioxide (SO ):₂

 Là sản phẩm phụ của quá trình đốt cháy nhiên liệu chứa lưu huỳnh. Gây ra các vấn đ> v> hơ hấp, kích ứng mắt và ảnh hưởng đến hệ thống

tim mạch.

 SO cũng góp phần tạo ra mưa axit, ảnh hưởng tiêu cực đến đất, nước và₂các cơng trình xây dựng.

</div><span class="text_page_counter">Trang 17</span><div class="page_container" data-page="17">

- Nitrogen dioxide (NO ):₂

 Hình thành từ quá trình đốt cháy ở nhiệt độ cao.

 Gây kích ứng hệ hơ hấp, làm nặng thêm các bệnh lý ph:i như hen suyễnvà viêm phế quản.

 NO còn là ti>n chất của ozone tầng mặt đất và hạt bụi mịn, góp phần vào₂việc tạo ra sương mù quang hóa.

- Carbon monoxide (CO):

 Là một khí khơng màu, không mùi nhưng cực kỳ nguy hi\m.

 CO gắn kết với hemoglobin trong máu, ngăn cản việc vận chuy\n oxy,gây đau đầu, chóng mặt và trong trường hợp nặng có th\ dẫn đến tửvong.

c) Ảnh hưởng đến đất đai và nguồn nước

Hoạt động khai thác nhiên liệu hóa thạch, bao gồm than đá, dầu mỏ và khíđốt tự nhiên, có nhi>u tác động tiêu cực đến đất đai và nguồn nước. Nhữngtác động này không chỉ ảnh hưởng đến môi trường tự nhiên mà còn đe dọasức khỏe con người và sự b>n vững của các hệ sinh thái.

</div><span class="text_page_counter">Trang 18</span><div class="page_container" data-page="18">

Hình 1. 4. Các khu rừng bị phá bỏ đ\ khai thác nhiên liệu hoá thạch- Ảnh hưởng đến đất đai:

 Phá rừng và mất môi trường sống:

<small>o</small> <b>Khai thác than lộ thiên: Đòi hỏi phải loại bỏ lớp đất mặt và rừng đ\</b>

tiếp cận mỏ than, dẫn đến mất rừng và môi trường sống tự nhiên củanhi>u lồi sinh vật.

<small>o</small> <b>Khai thác dầu mỏ và khí đốt: Cần xây dựng các cơ sở hạ tầng như</b>

giếng khoan, đường ống và các khu khai thác, gây phá hủy các hệ sinhthái rừng và đất ngập nước.

 Xói mịn và thối hóa đất:

<small>o</small> <b>Hoạt động khai thác: Làm thay đ:i cấu trúc địa hình, dẫn đến xói</b>

mịn đất, mất chất dinh dưỡng và thối hóa đất. Những vùng đất bịkhai thác trở nên khô cằn và không th\ phục hồi cho nông nghiệp hoặctái sinh tự nhiên.

<small>o</small> <b>ChOt thải khai thác: Đất đá và chất thải từ hoạt động khai thác có th\</b>

chứa các chất độc hại, làm ơ nhiễm đất đai xung quanh.- Ảnh hưởng đến nguồn nước:

</div><span class="text_page_counter">Trang 19</span><div class="page_container" data-page="19">

 Ơ nhiễm nước:

<small>o</small> <b>Rị rỉ hóa chOt và dầu: Quá trình khai thác dầu mỏ và khí đốt có th\</b>

gây rị rỉ hóa chất và dầu vào nguồn nước ngầm và nước mặt, làm ônhiễm nguồn nước uống và hệ sinh thái thủy sinh.

<small>o</small> <b>Nước thải từ khai thác than: Chứa kim loại nặng và các chất độc hại,</b>

có th\ làm ơ nhiễm các dịng sơng, hồ và nước ngầm.

</div><span class="text_page_counter">Trang 20</span><div class="page_container" data-page="20">

 Suy giảm chất lượng nước:

<small>o</small> <b>Sự lắng đọng: Hoạt động khai thác tạo ra các hạt bụi và chất thải rắn,</b>

chúng có th\ lắng đọng vào các nguồn nước, làm giảm chất lượngnước và ảnh hưởng đến các sinh vật thủy sinh.

<small>o</small> <b>Sự axit hóa: Khai thác than có th\ dẫn đến sự hình thành nước axit mỏ</b>

(AMD), gây axit hóa các nguồn nước, làm chết các loài cá và sinh vậtthủy sinh.

- Hậu quả sinh thái  Mất đa dạng sinh học:

<small>o</small> <b>MOt môi trường sống: Phá rừng và phá núi làm giảm diện tích sống</b>

của các lồi động, thực vật, dẫn đến suy giảm đa dạng sinh học.

<small>o</small> <b>Ô nhiễm và suy giảm hệ sinh thái thủy sinh: Ô nhiễm nước ảnh</b>

hưởng đến sức khỏe của hệ sinh thái thủy sinh, gây ra sự suy giảmhoặc tuyệt chủng của nhi>u lồi.

1.1.3 Tình hình tồn cầu:

Tình hình ơ nhiễm do sử dụng nhiên liệu hoá thạch là một vấn đ> nghiêmtrọng khơng chỉ ở một số quốc gia mà cịn ở tồn cầu. Sự đốt cháy nhiên liệuhố thạch như than đá, dầu mỏ và khí đốt tạo ra các khí thải độc hại như khícarbon dioxide (CO2), khí methane (CH4), và các chất gây ơ nhiễm khácnhư khí sulfur dioxide (SO2) và oxit nitơ (NOx).

Các hoạt động sử dụng nhiên liệu hố thạch, như sản xuất điện, giao thơng vàcơng nghiệp, đ>u góp phần đáng k\ vào tình trạng ô nhiễm môi trường. Cácchất thải này khi được phát thải ra khơng khí khơng chỉ gây ra hiệu ứng nhàkính và biến đ:i khí hậu, mà cịn gây ra ô nhiễm không khí và nước, ảnhhưởng đến sức khỏe con người và động vật.

</div><span class="text_page_counter">Trang 21</span><div class="page_container" data-page="21">

Đ\ giảm thi\u tình trạng ơ nhiễm do sử dụng nhiên liệu hoá thạch, các biệnpháp như chuy\n sang sử dụng nguồn năng lượng tái tạo như năng lượng mặttrời và năng lượng gió, tăng cường hiệu suất năng lượng trong các quá trìnhsản xuất và tiêu dùng, và thúc đẩy các công nghệ sạch và hiệu quả cao là cầnthiết. Đồng thời, việc nghiên cứu và thúc đẩy sự chuy\n đ:i sang các nguồnnhiên liệu thay thế là rất quan trọng.

<b>1.2.Tình hình phát triUn nguồn năng lượng phi truyQn thống. </b>

Trên thế giới có rất nhi>u quốc gia tập trung phát tri\n năng lượng thay thếnhiên liệu hóa thạch, đi\n hình là Hà Lan với cơng nghệ Biofuel, điện gió,...4 Việt Nam cũng đang phát tri\n hệ thông năng lượng tái tạo như điện gió vàđiện mặt trời. Hiện nay, có một số xu hướng quan trọng trong việc phát tri\nnguồn năng lượng phi truy>n thống có th\ k\ đến như:

<b>- Năng lượng mặt trời: Sự phát tri\n của công nghệ pin mặt trời không chỉ là</b>

một bước đột phá trong lĩnh vực năng lượng tái tạo mà còn là một dấu mốcquan trọng trong hành trình chuy\n đ:i năng lượng toàn cầu. Việc giảm giáthành và tăng hiệu suất của các loại pin mặt trời đã tạo ra đi>u kiện thuận lợicho việc tri\n khai các dự án điện mặt trời quy mô lớn, từ các trang trại nănglượng mặt trời đến các hệ thống điện mặt trời trên mái nhà hộ gia đình.

Hình 1. 5. 145.560 tấm pin năng lượng mặt trời tại Nhà máy Điện mặt trờiTTC Phong Đi>n

</div><span class="text_page_counter">Trang 22</span><div class="page_container" data-page="22">

<b>- Năng lượng gió: Năng lượng gió đang trở thành một trong những lựa chọn</b>

quan trọng trong ngành năng lượng tái tạo. Công nghệ các tuabin gió hiệnđại đã đạt được sự tối ưu hóa đáng k\, giúp tăng cường hiệu suất và :n địnhsản xuất năng lượng. Những tuabin gió hiện đại này được thiết kế đ\ hoạtđộng hiệu quả trong nhi>u đi>u kiện khí hậu khác nhau và tận dụng đượcnguồn gió một cách tối ưu nhất. Khơng chỉ trên đất li>n mà cịn trên bi\n,các dự án trang trại gió lớn đang được tri\n khai. Việc xây dựng trang trạigió trên bi\n khơng chỉ giúp tận dụng được nguồn gió mạnh và :n định màcòn giảm bớt áp lực đối với đất đai và cơ sở hạ tầng trên đất li>n. Đi>u nàyđồng nghĩa với việc tăng khả năng sản xuất năng lượng gió một cách hiệuquả và b>n vững, đồng thời đóng góp tích cực vào việc giảm thi\u ơ nhiễmmơi trường và đảm bảo nguồn cung cấp năng lượng :n định cho các khu vựcsử dụng.

Hình 1. 6. Một trong những nhà máy điện gió tại Việt Nam tận dụng địa hìnhđồi núi đ\ phát tri\n năng lượng tái tạo

</div><span class="text_page_counter">Trang 23</span><div class="page_container" data-page="23">

<b>- Thuỷ điện: Dù không phải là một nguồn năng lượng mới, thuỷ điện vẫn</b>

đóng vai trị quan trọng và không th\ phủ nhận trong việc cung cấp điệnsạch và :n định. Công nghệ hiện đại đã đạt được những tiến bộ đáng k\,giúp tối ưu hóa việc sử dụng nguồn nước đ\ tạo ra điện. Các nhà máy thủyđiện hiện đại được thiết kế đ\ hoạt động hiệu quả và linh hoạt, có khả năngđi>u chỉnh sản lượng điện theo nhu cầu thị trường và tình hình thời tiết.Ngồi ra, việc tận dụng các dịng sơng và thác nước không chỉ giúp tạo ranguồn điện :n định mà cịn mang lại các lợi ích mơi trường như giảm thi\ukhí thải carbon và bảo vệ đa dạng sinh học trong khu vực.

Hình 1. 7. Nhà máy thuỷ điện Hồ Bình, một trong những nhà máy cung cấpđiện quan trọng của mi>n bắc

<b>- Năng lượng hạt nhân: Mặc dù gây ra tranh cãi, nhưng năng lượng hạt nhân</b>

vẫn là một nguồn năng lượng quan trọng của một số quốc gia. Công nghệhạt nhân tiên tiến hơn đã được phát tri\n và các biện pháp an toàn liên tụcđược cải thiện đ\ giảm thi\u rủi ro. Mặc dù vẫn tồn tại một số lo ngại v> anninh, quản lý chất thải hạt nhân và nguy cơ tai nạn hạt nhân, nhưng năng

</div><span class="text_page_counter">Trang 24</span><div class="page_container" data-page="24">

lượng hạt nhân vẫn được xem là một nguồn năng lượng có khả năng cungcấp :n định. Những tiến bộ trong công nghệ hạt nhân đã giúp tăng cường sựhiệu quả và an toàn của các nhà máy điện hạt nhân, đồng thời giảm bớt ảnhhưởng tiêu cực đối với môi trường. Tuy vậy, việc sử dụng năng lượng hạtnhân vẫn đòi hỏi sự quản lý cẩn thận và ki\m soát chặt chẽ đ\ đảm bảo antồn và bảo vệ mơi trường.

Hình 1. 8. Nhà máy điện hạt nhân đang hoạt động

Tất cả những xu hướng này đ>u nhấn mạnh vào việc phát tri\n các nguồnnăng lượng sạch, b>n vững và giảm thi\u tác động tiêu cực đến môi trườngso với năng lượng từ các nguồn hoá thạch. Việc chuy\n đ:i sang các nguồnnăng lượng tái tạo không chỉ giúp giảm thi\u biến đ:i khí hậu tồn cầu và ơnhiễm khơng khí mà cịn tạo ra cơ hội phát tri\n kinh tế và xã hội b>n vữnghơn. Đồng thời, nó cịn thúc đẩy sự đ:i mới trong công nghệ và tạo ra cácnguồn việc làm mới trong lĩnh vực năng lượng sạch và cơng nghệ xanh.Trong bối cảnh nguy cơ biến đ:i khí hậu ngày càng nghiêm trọng và nhu cầuv> năng lượng sạch ngày càng cao, việc hướng tới sử dụng các nguồn năng

</div><span class="text_page_counter">Trang 25</span><div class="page_container" data-page="25">

lượng tái tạo là cần thiết và không th\ tránh khỏi đ\ đảm bảo một tương laib>n vững cho hành tinh của chúng ta.

<b>1.3.Các dạng nhiên liệu mới sử dụng cho động cơ đốt trong.</b>

1.3.1 Nhiên liệu sinh học (Biofuel)

Hình 1. 9. Bắp, một trong những nguyên liệu chế tạo ra nhiên liệu sinh họcNhiên liệu sinh học là một phần quan trọng của hệ thống năng lượng tái tạo,với nhi>u ưu đi\m v> môi trường và sự b>n vững so với nhiên liệu hóa thạch.Việc sản xuất nhiên liệu sinh học từ nguồn gốc hữu cơ như cây cỏ, rơm rạ, bãmía và dầu hạt, cùng việc sử dụng vi sinh vật, giúp giảm thi\u tác động tiêucực đến môi trường và tài nguyên tự nhiên.

Các loại nhiên liệu sinh học ph: biến như ethanol và biodiesel khơng chỉgiúp giảm phát thải khí nhà kính mà cịn giúp giảm sự phụ thuộc vào nguồnnăng lượng hóa thạch. Ethanol, sản xuất từ mía đường hoặc ngơ, có th\ đượcsử dụng như một nhiên liệu thay thế trong động cơ đốt trong. Biodiesel, sản

</div><span class="text_page_counter">Trang 26</span><div class="page_container" data-page="26">

xuất từ dầu thực vật, cung cấp một lựa chọn sạch sẽ và hiệu quả cho động cơdiesel.

Ngoài ra, biogas là một nguồn năng lượng quan trọng khác được sản xuất từquá trình phân hủy sinh học, thường được sử dụng trong các lò đốt hoặc làmnhiên liệu cho lò nướng. Việc sử dụng biogas giúp giảm thi\u rác thải hữu cơvà tạo ra một nguồn năng lượng tái tạo và sạch sẽ. Nhiên liệu sinh học đượcsản xuất từ nguồn gốc hữu cơ như cây cỏ, rơm rạ, bã mía, dầu hạt, và thậmchí từ vi sinh vật.

1.3.2 Nhiên liệu khí (Natural Gas)

Hình 1. 10. Mơ tả địa chất nhiên liệu hoá thạch (Phỏng theo tờ thông tinKhảo sát Địa chất Hoa Kỳ 0113-01)

</div><span class="text_page_counter">Trang 27</span><div class="page_container" data-page="27">

Năng lượng khí tự nhiên nén (CNG) và khí hóa lỏng (LNG) đang trở thànhlựa chọn ph: biến trong việc vận chuy\n và sử dụng năng lượng cho cácphương tiện ô tô và công nghiệp. Cả hai loại năng lượng này đ>u có nhi>u ưuđi\m v> mơi trường so với xăng và dầu diesel.

 Việc sử dụng CNG giúp giảm phát thải khí nhà kính và khí thải độc hạinhư NOx và hạt bụi so với xăng và dầu diesel.

 Ngoài ra, CNG cũng giúp giảm tiếng ồn và có giá thành thấp hơn so vớixăng và dầu diesel.

- Khí hóa lỏng (LNG):

 LNG là khí tự nhiên được làm lạnh đến nhiệt độ rất thấp đ\ chuy\n đ:ithành dạng lỏng, thường được sử dụng trong các tàu bi\n, xe tải và cácphương tiện công nghiệp khác.

 So với xăng và dầu diesel, LNG có khả năng giảm phát thải carbon vàkhí thải độc hại đáng k\.

 LNG cũng có khả năng tiết kiệm chi phí vận hành do giá thành thấp hơnso với các nhiên liệu truy>n thống.

</div><span class="text_page_counter">Trang 28</span><div class="page_container" data-page="28">

1.3.3 Nhiên liệu hydro (Hydrogen)

Hình 1. 11. Hydrogen nguồn năng lượng xanh của tương laiHydrogen được xem là một trong những nhiên liệu ti>m năng cho tương laivới ti>m năng gây ra ít ơ nhiễm và khơng khí thải carbon. Động cơ đốt trongcó th\ sử dụng hydrogen trực tiếp hoặc sử dụng nó như một phần của một hệthống nhiên liệu hydrogen và pin nhiên liệu. Có th\ k\ đến như:

<b>- Nhiên liệu sạch và khơng phát thải CO2 Hydrogen (H2)</b>: là một nhiênliệu sạch, khi đốt cháy chỉ tạo ra nước và khơng tạo ra khí thải CO2. Đi>unày làm cho hydrogen trở thành một lựa chọn hấp dẫn trong việc giảm thi\utác động đến biến đ:i khí hậu và ơ nhiễm khơng khí.

<b>- Sử dụng trong động cơ đốt trong: Hydrogen có th\ được sử dụng trực tiếp</b>

trong động cơ đốt trong. Khi sử dụng hydrogen làm nhiên liệu, động cơ đốttrong có th\ hoạt động với hiệu suất cao và phát thải rất ít các chất ơ nhiễm.

<b>- Hệ thống nhiên liệu hydrogen và pin nhiên liệu (Fuel Cells): Pin nhiên</b>

liệu (Fuel Cells) sử dụng hydrogen đ\ tạo ra điện năng thơng qua phản ứnghóa học giữa hydrogen và oxy, tạo ra nước là sản phẩm phụ duy nhất. Cácxe chạy bằng pin nhiên liệu (Fuel Cell Vehicles - FCVs) có th\ cung cấp

</div><span class="text_page_counter">Trang 29</span><div class="page_container" data-page="29">

một giải pháp vận chuy\n sạch với hiệu suất cao và thời gian nạp nhiên liệungắn.

- Ứng dụng rộng rãi:

 Giao thông vận tải: Hydrogen có th\ được sử dụng trong các phương tiệngiao thông như ô tô, xe buýt, tàu hỏa, và máy bay, giúp giảm thi\u khíthải và ơ nhiễm.

 Cơng nghiệp: Hydrogen có th\ thay thế các nhiên liệu hóa thạch trongnhi>u q trình cơng nghiệp, như sản xuất thép và amoniac, và làmngun liệu trong các q trình hóa học.

 Hệ thống năng lượng tái tạo: Hydrogen có th\ được sản xuất từ nănglượng tái tạo và lưu trữ đ\ sử dụng khi cần thiết, giúp cân bằng lưới điệnvà :n định nguồn cung cấp năng lượng.

1.3.4 Công nghệ pin lưu trữ điện

Năng lượng điện là một nguồn năng lượng quan trọng và ngày càng được sửdụng rộng rãi trong nhi>u lĩnh vực, đặc biệt là trong giao thông vận tải vàcơng nghiệp.

- Xe lai điện hay cịn gọi là xe Hybrid:

 Xe lai điện là ví dụ ph: biến v> việc sử dụng năng lượng điện kết hợp vớiđộng cơ xăng truy>n thống. Xe lai điện sử dụng pin lithium-ion hoặc cácloại pin khác đ\ lưu trữ năng lượng. Dễ dàng chuy\n đ:i giữa các chế độlàm việc đ\ có th\ tận dụng tối đa ưu đi\m của 2 loại năng lượng. Từ đócho ra cơng suất vượt trội với mức tiêu hao nhiên liệu cực kì thấp.

</div><span class="text_page_counter">Trang 30</span><div class="page_container" data-page="30">

 Pin lithium-ion là loại pin ph: biến nhất hiện nay nhờ vào mật độ nănglượng cao, tu:i thọ dài và khả năng sạc nhanh. Các loại pin khác như pinsolid-state và pin lithium-sulfur đang được nghiên cứu và phát tri\n đ\cải thiện hiệu suất và an toàn.

- Nguồn năng lượng sạch:

 Điện là một nhiên liệu sạch nếu được sản xuất từ các nguồn năng lượngtái tạo như gió, mặt trời, và thủy điện. Khi điện được sản xuất từ cácnguồn này, q trình sản xuất khơng tạo ra khí thải carbon và giảm thi\utác động tiêu cực đến môi trường.

 Các nguồn năng lượng tái tạo đang ngày càng được ưa chuộng và pháttri\n nhanh chóng, đóng góp vào việc giảm phát thải khí nhà kính vàchuy\n đ:i sang một hệ thống năng lượng b>n vững.

Việc chuy\n đ:i sang các dạng nhiên liệu mới là cần thiết đ\ bảo vệ môitrường và giảm tác động tiêu cực của nhiên liệu hóa thạch. Đi>u này khơngchỉ giúp giảm thi\u phát thải khí nhà kính và ơ nhiễm khơng khí mà cịn thúcđẩy sự phát tri\n b>n vững và tăng cường an ninh năng lượng. Với sự hỗ trợtừ các chính sách và cơng nghệ tiên tiến, việc chuy\n đ:i này sẽ mang lại lợiích lâu dài cho con người và hành tinh.

</div><span class="text_page_counter">Trang 31</span><div class="page_container" data-page="31">

<b>1.4.Đă ƒc điUm động cơ khi sử dụng nhiên liệu Hydro.</b>

Hình 1. 12. Động cơ đốt trong sử dụng nhiên liệu Hydrogen do JCB nguyêncứu phát tri\n

Động cơ sử dụng nhiên liệu hydro có nhi>u đặc đi\m độc đáo và lợi ích sovới các loại nhiên liệu truy>n thống như xăng và diesel. Dưới đây là một số

<b>đặc đi\m chính của động cơ khi sử dụng nhiên liệu hydro: </b>

- Phát thải sạch:

 Hydro là một nhiên liệu sạch vì khi đốt cháy khơng sinh ra khí carbondioxide (CO2), một trong những nguyên nhân chính gây hiệu ứng nhàkính và biến đ:i khí hậu. Khi hydro đốt cháy, sản phẩm phụ chủ yếu lànước (H2O) và nhiệt, khơng có khí CO2 hay khí thải gây hại khác. Tuy nhiên, việc sản xuất hydro cũng đòi hỏi nguồn năng lượng đáng k\.

Hiện nay, phần lớn hydro được sản xuất thông qua quá trình nhiệt phânkhí tự nhiên, dẫn đến việc phát thải CO2. Đ\ hydro thực sự trở thànhnhiên liệu sạch, cần phát tri\n các phương pháp sản xuất hydro xanh, sử

</div><span class="text_page_counter">Trang 32</span><div class="page_container" data-page="32">

dụng năng lượng tái tạo như điện gió, điện mặt trời đ\ phân tách nướcthành hydro và oxy.

- Hiệu suất cao:

 Động cơ sử dụng hydro có th\ đạt hiệu suất cao hơn so với động cơ xănghoặc diesel, đặc biệt khi sử dụng công nghệ pin nhiên liệu. Pin nhiên liệucó th\ chuy\n đ:i năng lượng từ hydro thành điện năng với hiệu suất caohơn so với quá trình đốt cháy trong động cơ đốt trong.

 Ngồi ra, cơng nghệ pin nhiên liệu cũng mang lại nhi>u lợi ích khác. Pinnhiên liệu hoạt động êm ái hơn, giảm tiếng ồn so với động cơ đốt trongtruy>n thống. Đi>u này không chỉ cải thiện trải nghiệm người dùng màcịn giảm ơ nhiễm tiếng ồn trong các khu đơ thị.

- Nhiên liệu tái tạo:

 Hydro có th\ được sản xuất từ các nguồn năng lượng tái tạo như điện mặttrời, gió, hoặc thơng qua q trình điện phân nước. Đi>u này làm chohydro trở thành một nguồn nhiên liệu b>n vững và không cạn kiệt. Sử dụng các nguồn năng lượng tái tạo đ\ sản xuất hydro cũng giúp giảm

thi\u sự phụ thuộc vào nhiên liệu hóa thạch và giảm phát thải khí nhàkính. Ví dụ, khi có dư thừa năng lượng từ các trạm điện gió hoặc mặttrời, năng lượng dư thừa này có th\ được sử dụng đ\ sản xuất hydro, giúptối ưu hóa việc sử dụng năng lượng tái tạo và giảm thi\u lãng phí.- Động cơ ít tạo tiếng ồn:

 Động cơ hydro, đặc biệt là pin nhiên liệu, hoạt động êm ái hơn so vớiđộng cơ đốt trong truy>n thống. Đi>u này giúp giảm tiếng ồn, tạo ra môitrường sống và làm việc thoải mái hơn.

 Việc giảm tiếng ồn từ động cơ có th\ mang lại nhi>u lợi ích thiết thực.Trong các khu đô thị, việc sử dụng xe chạy bằng pin nhiên liệu hydro có

</div><span class="text_page_counter">Trang 33</span><div class="page_container" data-page="33">

th\ làm giảm đáng k\ mức độ ô nhiễm tiếng ồn, cải thiện chất lượng cuộcsống cho người dân. Đi>u này đặc biệt quan trọng trong các thành phốlớn, nơi tiếng ồn giao thông là một vấn đ> đáng lo ngại, ảnh hưởng đếnsức khỏe và sự thoải mái của cư dân.

- Thời gian nạp nhiên liệu nhanh:

 Việc nạp nhiên liệu vào động cơ đốt trong sử dụng nhiên liệu hydrothường chỉ mất vài phút, tương đương với thời gian nạp xăng hoặc diesel.So với xe điện, việc nạp hydro vào bình nhiên liệu diễn ra nhanh chóng.  Tuy vậy việc lưu trữ cũng như trang bị bình chứa hydro phức tạp hơn

nhi>u so với hệ thống xăng và dầu diesel. Hệ thống phải đảm bảo an tồntrong tồn bộ q trình vận hành bởi hydrogen có khả năng phát tán/hồtrộn tốt trong khơng khí dễ gây cháy n:.

- Vùng tỷ lệ hồ khí rộng hơn:

 Động cơ hydro có th\ hoạt động với tỷ lệ hịa khí (Air-Fuel Ratio, AFR)rất cao, lên đến 180:1, trong khi động cơ xăng chỉ có th\ hoạt động với tỷlệ tối đa là 37:1. Tỷ lệ hòa khí là tỷ lệ giữa lượng khơng khí và lượngnhiên liệu trong hỗn hợp được đốt cháy trong động cơ. Tỷ lệ này cao hơnnghĩa là hỗn hợp có nhi>u khơng khí hơn so với nhiên liệu. Với khả năngvận hành với hịa khí nghèo, động cơ hydro dễ khởi động hơn khi máynguội vì cần ít nhiên liệu.

 Khi hoạt động với tỷ lệ hịa khí nghèo, động cơ hydro cũng có th\ giảmlượng khí thải NOx. NOx thường được hình thành trong quá trình đốtcháy nhiên liệu ở nhiệt độ cao, nhưng với tỷ lệ hịa khí nghèo, nhiệt độtrong buồng đốt cháy thường thấp hơn, làm giảm sự hình thành của NOx.Do đó, việc sử dụng động cơ hydro có th\ giúp giảm khí thải độc hại vàcải thiện chất lượng khơng khí.

</div><span class="text_page_counter">Trang 34</span><div class="page_container" data-page="34">

- Năng lượng đánh lửa thấp:

 Năng lượng đánh lửa (ignition energy) là lượng năng lượng cần thiết đ\hỗn hợp nhiên liệu và khơng khí bốc cháy. Chỉ số này càng thấp thì độngcơ càng dễ đốt cháy hịa khí.

 Nhìn chung, hydro cần ít năng lượng hơn rất nhi>u so với xăng đ\ cháy.Cụ th\, nó chỉ cần khoảng 0.02 mJ, trong khi xăng sẽ cần 0.24 mJ. Sựkhác biệt lớn v> năng lượng đánh lửa này là một trong những yếu tố quantrọng giúp cho động cơ hydro trở nên hiệu quả hơn và dễ dàng khởi độnghơn so với động cơ sử dụng nhiên liệu khác như xăng.

- Tốc độ cháy cao hơn:

 Hydro có tốc độ cháy (ignition speed) tương đối cao. Đi>u này có nghĩalà ngọn lửa sẽ lan truy>n nhanh hơn trong xi lanh, từ đó đốt cháy hồntồn hỗn hợp hịa khí nhanh hơn. Tốc độ cháy cao này có ảnh hưởngđáng k\ đến quá trình cháy trong động cơ, đặc biệt là khi động cơ hoạtđộng ở tỷ lệ hịa khí nghèo.

 Do đó, động cơ sẽ có hiệu suất cao hơn tại vòng tua máy cao. Tuy vậy,lợi thế này sẽ bị giảm đi nếu hịa khí trở nên q nghèo (AFR q cao).Khi tỷ lệ hịa khí q nghèo, nghĩa là có q nhi>u khơng khí so vớilượng nhiên liệu trong hỗn hợp, q trình đốt cháy sẽ khơng cịn hiệuquả. Trong trường hợp này, việc đốt cháy hoàn toàn hỗn hợp sẽ gặp khókhăn, và có th\ dẫn đến hiện tượng cháy không đầy đủ và hiệu suất độngcơ giảm đi.

</div><span class="text_page_counter">Trang 35</span><div class="page_container" data-page="35">

- Nhiệt độ tự cháy cao hơn:

 Nhiệt độ tự cháy là nhiệt độ mà tại đó, hỗn hợp nhiên liệu và khơng khítrong buồng đốt cháy của động cơ tự động cháy mà không cần tới tia lửađiện. Nhiệt độ tự cháy của hydro thường cao hơn so với xăng. Nhiệt độtự cháy của hydro thường vượt quá 500°C, trong khi đối với xăng, con sốnày thường chỉ khoảng 247-280°C

 Do đó, trước khi đốt cháy, động cơ có khả năng nén hỗn hợp hịakhí hydro nhi>u hơn so với hỗn hợp hòa khí xăng. Động cơ với tỷsố nén cao hơn sẽ tạo ra nhi>u năng lượng và hiệu quả cao hơn.

- Khả năng trộn hịa khí tốt hơn:

 Hydro có độ khuếch tán (diffusivity) cao của hydro so với xăng là mộttrong những ưu đi\m quan trọng khi sử dụng hệ thống phun nhiên liệutrực tiếp trong động cơ hydro. Độ khuếch tán cao hơn của hydro có nghĩalà hỗn hợp nhiên liệu và khơng khí sẽ được trộn đ>u và nhanh chóng hơntrong buồng đốt cháy của động cơ. Khi hỗn hợp hịa khí được trộn đ>u,khả năng đốt cháy hồn toàn được cải thiện, giúp tăng cường hiệu suấtcháy và giảm thi\u khí thải độc hại.

</div><span class="text_page_counter">Trang 36</span><div class="page_container" data-page="36">

<b>1.5.Ưu điUm và tiQm năng phát triUn nhiên liệu Hydro.</b>

Hình 1. 13. Ti>m năng phát tri\n của nhiên liệu HydrogenỨng dụng ti>m năng của nhiên liệu Hydrogen:

<b>- Không gây ô nhiễm khơng khí: Việc đốt cháy hydrogen tạo ra sản phẩm</b>

phụ phần lớn là nước (H2O) và không phát ra khí thải CO2, một trongnhững tác nhân chính gây hiệu ứng nhà kính và biến đ:i khí hậu.

<b>- Hiệu suOt cao: Động cơ hydrogen có th\ đạt được hiệu suất cao hơn so với</b>

động cơ đốt trong thơng thường, giúp tối ưu hóa sự sử dụng nhiên liệu.

<b>- Năng lượng tái tạo: Hydrogen có th\ được sản xuất từ các nguồn năng</b>

lượng tái tạo như năng lượng mặt trời và gió, giúp giảm phụ thuộc vàonguồn năng lượng không tái tạo.

<b>- TiQm năng lưu trữ năng lượng: Hydrogen có th\ được sử dụng như một</b>

phương tiện đ\ lưu trữ năng lượng từ các nguồn năng lượng tái tạo không :nđịnh như năng lượng mặt trời và gió.

</div><span class="text_page_counter">Trang 37</span><div class="page_container" data-page="37">

<b>- Sạch và an tồn: Hydrogen khơng chỉ sạch v> mặt khí thải, mà nhiên liệu</b>

hydro ngày càng an toàn hơn nhờ sự cải tiến cơng nghệ trong q trình vậnchuy\n, lưu trữ cũng như sử dụng.

<b>- Đa dạng Rng dụng: Hydrogen có th\ được sử dụng trong nhi>u lĩnh vực</b>

khác nhau bao gồm vận tải (xe hơi, tàu hỏa, máy bay), ngành cơng nghiệp(nhiệt điện, sản xuất hóa chất), và lưu trữ năng lượng.

Hình 1. 14. Ti>m năng phát tri\n của nhiên liệu HydrogenTi>m năng phát tri\n nhiên liệu hydrogen là rất lớn, đặc biệt là trong bốicảnh tăng cường nỗ lực giảm khí thải và chuy\n đ:i sang nguồn năng lượngsạch. Có th\ k\ đến như:

<b>- Nguồn cung cOp nhiên liệu: Hydrogen có th\ được sản xuất từ nhi>u nguồn</b>

khác nhau, bao gồm nước (thông qua phân ly nước bằng điện phân), khí đốttự nhiên, biomass, và các nguồn năng lượng tái tạo như năng lượng mặt trời

</div>