HỌP MẶT TẤT NIÊN NCL NGÀY 22/02/2015

CHIA BUỒN CÙNG GIA ĐÌNH NGUYỄN THÀNH SƠN



  
NHÓM CHS HOÀNG DIỆU ĐH ÂU CHÂU, THÀNH KÍNH PHÂN ƯU VÀ CẦU MONG HƯƠNG LINH ÔNG SỚM VỀ CÕI VĨNH HẰNG.







 

CÓ NÊN DÙNG ĐƯỜNG THAY THẾ STEVIA


Stevia là một loại đường tự nhiên trích ra từ một loại rau Stevia rebaudiana Bertoni để thay thế loại đường thông thường cho những người quan tâm đến sức khỏe.

Những thành phần hóa của cây rau Stevia là steviol glycoside (đúng hơn là stevioside và rebaudioside) có độ ngọt gấp 150 đến 300 lần đường thông thường, độ pH ổn định và không lên men. Các chất stevioside có tác dụng vô hại cho lượng đường trong máu thành ra rất tốt cho người muốn đề phòng bệnh tiểu đường và béo phì. Loại đường thay thế Stevia có tác dụng chậm và lâu hơn đường bình thường, đôi khi có vị hơi đắng nhẹ.

Loại rau cỏ ngọt này đã được sử dụng hơn 1500 năm trước của dân tộc Guarani Nam Mỹ, người ta gọi nó là ka'a he'ê ("thảo mộc ngọt ngào").  Các lá rau ngọt này đã được sử dụng theo truyền thống hàng trăm năm bên Brazil và Paraguay như đường ngọt để pha trà địa phương và các loại thuốc.  Cái tên đường được đặt theo nhà thực vật học và bác sĩ Tây Ban Nha Petrus  Jacobus Stevus (Pedro Jaime Esteve 1500-1556) là một giáo sư thực vật học tại Đại học Valencia.

Năm 1899, nhà thực vật học Thụy Sĩ Moisés Santiago Bertoni, trong khi tiến hành một nghiên cứu ở miền đông Paraguay, lần đầu tiên mô tả loại cây và hương vị ngọt ngào của stevia một cách rất chi tiết. Có rất ít nghiên cứu đã được tiến hành về chủ đề này cho đến năm 1931 hai nhà hóa học người Pháp đã phân lập được glycosides và cung cấp hương vị ngọt ngào cho stevia.



Các cơ cấu chính xác của aglycone (steviol) và các glycoside được báo cáo năm 1955.

Những năm đầu của thập niên 70, nhiều chất ngọt nhân tạo hóa học như cyclamate và saccharin đã dần dần được ít sử dụng hoặc bị loại bỏ khỏi công thức của Coca-Cola. Từ đó việc sử dụng lá stevia như một loại đường thay thế bắt đầu tại Nhật Bản, với chiết xuất từ ​​dung dịch của lá cây cho năng suất steviosides tinh khiết phát triển như là chất làm ngọt. Các chất ngọt stevia đầu tiên dùng trong thương mại tại Nhật Bản được sản xuất bởi các công ty Nhật tên Morita Kagaku Kogyo Co., Ltd vào năm 1971.  Người Nhật đã tiêu dùng stevia trong thực phẩm và nước giải khát, (bao gồm cả Coca Cola). Nhật Bản hiện đang tiêu thụ stevia nhiều hơn bất kỳ quốc gia nào khác, chiếm đến 40% thị trường chất ngọt. Nhưng .. Bạn sẽ ngạc nhiên khi biết rằng người Nhật cũng đang sử dụng stevia như một điều trị cho bệnh tiểu đường loại 2? Kiểm tra này thực hư ra sao!.

Vào giữa thập niên 80, Stevia trở thành phổ biến bên Hoa Kỳ như thực phẩm thiên nhiên và các công nghiệp thực phẩm sức khỏe, như là một loại đường tự nhiên không calo dùng cho các loại trà và thực phẩm giảm cân. Các nhà sản xuất loại đường ngọt tổng hợp NutraSweet yêu cầu FDA (Foods and Drug Administration) buộc các hãng chế đường thử nghiệm các loại thảo dược biến chế thành đường. Năm 2007 Công ty Coca-Cola công bố kế hoạch để xin sự chấp thuận cho đường stevia có nguồn gốc Rebiana, để sử dụng như một loại đường thay thế tại Hoa Kỳ năm 2009, cũng như các kế hoạch tiếp thị Rebiana trên 12 quốc gia cho phép sử dụng stevia như một phụ gia thực phẩm. Trong tháng 5 năm 2008, Coca Cola và Cargill công bố sự xuất hiện sẵn có Truvia, một thương hiệu tiêu dùng chất ngọt stevia có chứa erythritol và Rebiana, mà FDA chấp nhận như một phụ gia thực phẩm trong tháng mười hai năm 2008. Coca-Cola tuyên bố ý định sản xuất các thức uống ngọt với stevia. Từ năm 2013 trở đi, Coca-Cola Life, chứa stevia như chất đường đã được đưa ra trong mô hình quốc gia trên thế giới.

Ngay sau đó, PepsiCo hợp tác với hãng Malaysia tên Pure Circle công bố thương hiệu PureVia, sản xuất chất ngọt stevia tương tự như trên nhưng tạm phát hành thức uống ngọt với rebaudioside A cho đến khi nhận được sự chấp nhận của FDA. Kể từ khi FDA cho phép Truvia và PureVia, cả Coca Cola và PepsiCo bắt đầu đưa vào thị trường các sản phẩm chứa chất ngọt mới của họ..

Đến năm 2006, Trung Quốc là nước xuất khẩu lớn nhất thế giới của các sản phẩm Stevioside.

Chiết xuất Stevia và các dẫn xuất được nhiều công ty công nghiệp sản xuất hàng loạt và bán trên thị trường dưới nhiều tên thương mại. Một trong số đó là:

·       Rebiana: thương hiệu chất ngọt có chứa chủ yếu rebaudioside A.
·       Truvia: thương hiệu chất đường cho thị trường lập ra bởi sự hợp tác giữa Rebiana Cargill và Công ty Coca-Cola.
·       PureVia: thương hiệu đường của PepsiCo với rebaudioside, một chất ngọt cùng sự họp tác với Công ty Sweetener Whole Earth.
·       Enliten: thương hiệu của Corn từ sản phẩm rebaudioside, chất ngọt thay thế đường.
·       Erylite Stevia: tên thương mại cho chất ngọt Jungbunzlauer với rebaudioside A



Glycosides là những phân tử có chứa glucose và các chất không đường khác gọi là aglycones (phân tử có các loại đường khác là polysaccharides). Vị giác của lưỡi phản ứng với glucose trong glycosides: những chất có nhiều glucose (rebaudioside) lưỡi sẽ cảm thấy ngọt hơn so với những chất ít glucose hơn (Stevioside). Một số thụ thể  đắng của lưỡi sẽ phản ứng với các aglycones..

Trong đường tiêu hóa, rebaudiosides sẽ được chuyển hóa thành Stevioside. Sau đó Stevioside được chia thành glucose và steviol. Các glucose thải ra trong quá trình này được sử dụng bởi các vi khuẩn trong ruột kết và không được hấp thu vào máu. Steviol không thể tiêu hóa hoàn toàn sẽ được thải ra ngoài.

Năm 1991, sau khi nhận được đơn khiếu nại của vài công nghiệp vô danh, Quản Lý Thực phẩm và Dược phẩm Hoa Kỳ (FDA) phán xét chất đường stevia như một "phụ gia thực phẩm không an toàn" và hạn chế nhập khẩu. Lý do của FDA là "thông tin về độc tố của stevia không đủ để chứng minh sự an toàn của nó. "

Kể từ khi ra lệnh cấm nhập khẩu năm 1991, các hãng tiếp thị và người tiêu dùng  stevia nhận định rằng FDA đã hành động để đáp ứng với áp lực của công nghiệp.  Nghị sĩ Jon Kyl của bang Arizona gọi đây là hành động của FDA chống lại stevia như "một hạn chế thương mại để gây hưởng lợi cho các công nghiệp chế đường nhân tạo".  Để bảo vệ người khiếu nại, FDA đã xóa tên trong đơn khiếu nại ban đầu về phản ứng ban Quản Trị để yêu cầu nộp theo Đạo luật Tự do Thông tin. Tuy nhiên Stevia vẫn bị cấm cho đến khi Đạo luật 1994 của bộ Y tế và Giáo dục về thực phẩm buộc FDA xem xét lại lập trường của họ để cho phép stevia được sử dụng như một bổ sung chế độ ăn uống, mặc dù không phải là một phụ gia thực phẩm - vị trí mà những người ủng hộ stevia xem ra mâu thuẫn vì thương hiệu stevia sẽ đồng nghĩa với sự an toàn và không an toàn, tùy thuộc vào cách nó được bán ra.

Nghiên cứu đầu tiên năm 1999 khiến Ủy Ban châu Âu cấm sử dụng stevia trong thực phẩm ở Liên minh châu Âu và ngừng cấp phát bằng nghiên cứu. Năm 2006, dữ liệu nghiên cứu về việc đánh giá sự an toàn được phát hành bởi Tổ chức Y tế Thế giới (WHO) cho thấy stevia không có tác dụng phụ. Từ năm 2008 Stevioside được Liên bang Nga đã cho phép như một phụ gia thực phẩm "ở liều lượng tối thiểu cần thiết".

Tháng mười hai năm 2008, FDA bắt đầu bật đèn xanh chấp nhận "không phản đối" loại đường stevia được kiểm nhận GRAS (Generally Recognized As Safe) cho thương hiệu Truvia (thương hiệu đường dưới sự hợp tác của Công ty Cargill và Coca-Cola Company) và PureVia (hợp tác giữa PepsiCo và Công ty Whole Earth Sweetener, một công ty con của hãng Merisant). Cả hai thương hiệu sử dụng rebaudioside  A chiết xuất từ ​​cây Stevia. Tuy nhiên, FDA cảnh báo rằng các sản phẩm này không phải là Stevia, nhưng là một sản phẩm tinh khiết. Năm 2012, FDA gửi một ghi chú trên trang web của họ về cây Stevia thô. "FDA báo cáo không được phép sử dụng toàn bộ lá Stevia hay Stevia thô chiết xuất vì các chất này đã không được chấp nhận cho việc sử dụng stevia như một phụ gia thực phẩm. FDA không phán xét việc sử dụng chúng trong thực phẩm được kiểm nhận GRAS (Generally Recognized As Safe) trong các tài liệu báo cáo làm tăng mối lo ngại cho giới tiêu thụ về việc sử dụng các chất này. Trong số những mối quan tâm là việc kiểm soát lượng đường trong máu và các hiệu ứng trên việc sinh sản, tim mạch, thận và hệ thống tiểu tiện.

Các nhà nghiên cứu phát hiện ra rằng Stevioside có khả năng làm tăng độ nhạy cảm insulin, làm giảm đường huyết sau bữa ăn và làm chậm lại sự phát triển kháng insulin ở chuột vào một lượng đường fructose cao. "Đây kết quả rất ấn tượng" nhưng bạn sẽ nói, "kết quả sẽ ra sao nếu áp dụng cho con người?"[6]

Một nghiên cứu về ảnh hưởng của stevia, aspartame và sucralose trong lượng thức ăn, về cảm giác no và mức độ glucose và insulin sau khi ăn tìm thấy kết quả tương tự và cho thấy so với sucralose hoặc aspartame thì người tiêu thụ dùng stevia có nồng độ đường trong máu thấp hơn sau bữa ăn và lượng insulin sau bữa ăn thấp hơn.

Phần tốt nhất của các nghiên cứu là các nhóm stevia làm giảm sự thèm ngọt đường hơn một số chất ngọt thay thế khác gây ra và lượng đường trong máu của người thử nghiệm ổn định hơn.

Một nghiên cứu khác cho thấy một số tác dụng có lợi của stevia về bệnh tiểu đường và rối loạn thận do tiểu đường gây ra và kết quả của họ kết luận "hỗ trợ tính hợp lệ của Stevia rebaudiana Bertoni cho việc quản lý bệnh tiểu đường cũng như các rối loạn thận do tiểu đường gây ra”.

Hiện nay loại đường stevia này ít được người tiêu thụ biết đến vì thế giá còn hơi đắt. Các bạn biết rằng theo thống kê hiện nay có 346 triệu người mắc bệnh tiểu đường trên thế giới. Đáng lo ngại nhĩ. Như vậy loại đường tự nhiên thay thế Stevia sẽ rất hứa hẹn.

Theo một nghiên cứu của Hoa Kỳ [4] được tài trợ bởi hãng Cargill về sự an toàn và giá trị dinh dưỡng của rebiana như sau, cấu trúc chất rebiana bị phân tách ra như stevioside:

·       Nghiên cứu về tim mạch (2000 & 2003): dùng 1,000 mg mỗi ngày rebiana, tương đương với 8 ly nước ngọt 8oz  chứa rebiana trong vòng 4 tuần thì người thử nghiệm vẫn duy trì nhịp tim mạch rất bình thường.
·       Lượng đường trong máu (2004): dùng 1,000 mg mỗi ngày rebiana, tương đương với 8 ly nước ngọt 8oz  với chất ngọt rebiana trong vòng 16 tuần thì người mắc bệnh tiểu đường týp 2 hoàn toàn không bị ảnh hưởng vấn đề kiểm soát lượng đường trong máu.  

Chú ý: Cũng như bất cứ loại thảo dược hay thuốc men nào, chúng ta nên hỏi ý kiến bác sĩ hay chuyên gia khi sử dụng bất kỳ liệu pháp chữa trị nào tại nhà. Việc cẩn thận để những sản phẩm tự nhiên này không gây ra phản ứng phụ hay bất lợi với một liệu pháp hay thứ thuốc khác mà bạn hiện đang sử dụng có thể ngăn chặn một loạt các vấn đề tiềm năng.

Tuy nhiên càng về già nhiều người trong chúng ta, nhất là dân Á đông hay mắc phải bệnh tiểu đường, béo phì hay tụy tạng/lá lách giảm khả năng tiết insulin thì loại đường tự nhiên thay thế Stevia này cũng đáng cho chúng ta quan tâm đến lắm…

Nguyễn Hồng Phúc

Sưu tầm & Nghiên cứu
Tham khảo:
1.      http://ec.europa.eu/food/fs/sc/scf/out34_en.pdf
2.      http://www.legco.gov.hk/yr01-02/english/sec/library/0102fs04e.pdf
3.      http://www.ianrpubs.unl.edu/epublic/pages/publicationD.jsp?publicationId=609
4.      http://www.foodnavigator-usa.com/Regulation/Stevia-sweetener-gets-US-FDA-go-ahead
5.      http://www.flex-news-food.com/console/PageViewer.aspx?page=16495
6.      http://regevelya.com/stevia-sweetener/


CHIA BUỒN CÙNG GIA ĐÌNH CHỊ PHƯƠNG THỊ MAI



  
NHÓM CHS HOÀNG DIỆU ĐH ÂU CHÂU, THÀNH KÍNH PHÂN ƯU VÀ CẦU MONG HƯƠNG LINH BÀ SÔN VỀ CÕI VĨNH HẰNG.







 

CHIA BUỒN CÙNG GIA ĐÌNH CHỊ NGUYỆT ÁNH. HOÀNG VĨNH



  
NHÓM CHS HOÀNG DIỆU ĐH ÂU CHÂU, THÀNH KÍNH PHÂN ƯU VÀ CẦU MONG HƯƠNG LINH BÀ SỚM VỀ CÕI VĨNH HẰNG.







 

CHIA BUỒN CÙNG GIA ĐÌNH CHỊ THỦY NHUNG



  
NHÓM CHS HOÀNG DIỆU ĐH ÂU CHÂU, THÀNH KÍNH PHÂN ƯU VÀ CẦU MONG HƯƠNG LINH ÔNG SỚM VỀ CÕI VĨNH HẰNG.







 

XE ĐIỆN CHẠY BẰNG PIN NHIÊN LIỆU HYDROGEN (FCV) P 3




Tham khảo:
2.     http://www.edmunds.com/toyota/mirai/2016/review/#/overview-pod-anchor
4.      Phụ lục:
Chế biến hydrogen

Trên Trái Đất, hydrogen phần lớn ở dạng kết hợp với oxygen trong nước, hay với carbon và các nguyên tố khác trong vô số các hợp chất hữu cơ tạo nên cơ thể mọi loài động thực vật. Khác với các nguồn năng lượng cơ bản (ví dụ như dầu mỏ có thể bơm trực tiếp từ lòng đất lên rồi sử dụng), hydrogen là nguồn năng lượng thứ cấp, tức là chúng không thể được khai thác trực tiếp mà phải được tạo ra từ một nguồn sơ cấp ban đầu. Điều này là một điểm bất lợi, nhưng đồng thời lại là điểm mạnh của hydrogen do người ta có thể sản xuất khí hydrogen từ nhiều nguồn khác nhau, đặc biệt từ các nguồn năng lượng tái sinh.

Có ba phương pháp cơ bản tạo ra hydro:
+ Phương pháp chuyển hóa hydrocarbon (nhiên liệu hóa thạch, sinh khối) bằng nhiệt (Reforming)
+ Phương pháp điện phân nước (Electrolysis)
+ Phương pháp sinh học (Biological method)
Hóa nhiệt nhiên liệu hydrocarbon
a) Hóa nhiệt khí thiên nhiên với hơi nước (Natural gas steam reforming)
Quá trình này gồm hai bước chính.

Trước hết, khí thiên nhiên (với thành phần chủ yếu là methane) được tách carbon và chuyển hóa thành hydrogennhờ hơi nước dạng siêu nhiệt dưới áp suất cao, xúc tác thích hợp ở nhiệt độ khoảng 900°C.

CH4 + H2O => CO + 3 H2 (15.1)
Carbon mono-oxide sinh ra lại tiếp tục được phản ứng với hơi nước và xúc tác chuyển hóa thành khí carbonic và tạo ra thêm khí hydrogen.
CO + H2O => CO2 + H2 (15.2)
Đây là phương pháp công nghiệp phổ biến hiện nay để sản xuất hydrogen. Tuy nhiên phương pháp này không được áp dụng để tạo một nguồn năng lượng mà chỉ để cung cấp nguyên liệu cho các ngành hóa chất, phân bón, tinh lọc dầu mỏ v.v.
b) Khí hóa hydrocarbon nặng (Gasification heavy hydrocarbon).

Thuật ngữ hydrocarbon nặng là để nói đến dầu mỏ và than đá. Than đá trước khi khí hóa phải được nghiền thành dạng bột rồi hòa trộn với nước. Thông thường, nhiên liệu được hóa nhiệt ở khoảng 14000C với oxygen hay không khí (oxygen hóa không hoàn toàn), tạo ra hỗn hợp gồm hydrogen, carbon mono oxide (CO) và vài sản phẩm phụ. CO sinh ra lại tiếp tục được phản ứng với hơi nước và xúc tác chuyển hóa thành khí carbonic và tạo ra thêm khí hydrogen, tương tự như bước thứ hai của quá trình hóa nhiệt khí thiên nhiên.

Rõ ràng đây không phải là phương pháp tối ưu. Bất lợi lớn nhất của nó là sử dụng nhiên liệu hóa thạch làm nguyên liệu và đồng thời cũng làm nhiên liệu cung cấp nhiệt lượng cho quá trình. Nhiên liệu hóa thạch là nguồn tài nguyên hữu hạn, thêm vào đó, việc đốt chúng tạo ra khí carbonic gây hiệu ứng nhà kính. Do đó phương pháp này xét về lâu dài không bền vững.

Tuy vậy, phương pháp sản xuất khí hydrogen từ nhiên liệu hóa thạch đã và sẽ còn chiếm ưu thế trong tương lai gần. Lý do chính yếu là do trữ lượng nhiên liệu hóa thách còn tương đối dồi dào, nhất là đối với khí thiên nhiên. Hơn nữa, những công nghệ này (phương pháp sản xuất hydrogen công nghiệp từ khí thiên nhiên nói riêng và nhiên liệu hóa thạch nói chung) đã khá quen thuộc trong công nghiệp hóa chất, trong khi cơ sở hạ tầng cho việc phát triển sản xuất hydrogen từ các nguồn khác còn thiếu thốn. Vì vậy, một khi nhiên liệu hóa thạch vẫn còn rẻ thì phương pháp này vẫn có chi phí thấp nhất. Thêm vào đó, để hạn chế mặt tiêu cực này của nhiên liệu hóa thạch, ta có thể dùng công nghệ tách khí carbonic rồi thu hồi và chôn lấp chúng.

c) Quy trình hiện đại tạo ra hydrogen từ khí thiên nhiên mà không thải ra CO2
Từ những năm 1980, Kværner – một tập đoàn dầu khí của Na Uy đã phát triển công nghệ mang tên “Kværner Carbon Black and Hydrogen Process” (KCB&H). Nhà máy đầu tiên dựa trên quy trình Kværner hiện đại này đặt ở Canada và bắt đầu sản xuất vào tháng 6 năm 1999. Quy trình cung plasma – Kværner ở nhiệt độ cao (16000C) tách hydrogen và than hoạt tính từ hợp chất hydrocarbon như dầu mỏ hay khí thiên nhiên mà không thải ra CO2.

Than đen tinh khiết này được dùng trong sản xuất vỏ xe hơi và dùng như chất khử trong công nghiệp luyện kim. Nhờ một số tính chất đặc biệt mà chúng còn có thể dùng để lưu trữ hydrogen (ống carbonnano).

d) Khí hóa sinh khối và nhiệt phân (biomass gasification and pyrolysis)

Sinh khối có thể được sử dụng để sản xuất hydrogen. Đầu tiên, sinh khối được chuyển thành dạng khí qua quá trình khí hóa ở nhiệt độ cao có tạo ra hơi nước. Hơi nước chứa hydrogen được ngưng tụ trong các dầu nhiệt phân và sau đó có thể được hóa nhiệt để sinh ra hydrogen. Quá trình này thường tạo ra sản lượng hydrogen khoảng từ 12%-17% trọng lượng hydrogen của sinh khối. Nguyên liệu cho phương pháp này có thể gồm các loại mảnh gỗ bào vụn, sinh khối thực vật, rác thải nông nghiệp và đô thị v.v. Do các chất thải sinh học được sử dụng làm nguyên liệu như vậy, phương pháp sản xuất hydrogen này hoàn toàn tái tạo được (renewable) và bền vững.

Phương pháp sinh học
Một số tảo và vi khuẩn chuyên biệt có thể sản sinh ra hydrogen như là sản phẩm phụ trong quá trình trao đổi chất của chúng. Các sinh vật này thường sống trong nước, phân tách nước thành khí hydrogenvà oxygen. Hiện tại, phương pháp này vẫn đang trong giai đoạn nghiên cứu.

Ví dụ của phương pháp này là việc ứng dụng một loại tảo đơn bào có tên Chlamydomonas reinhardtii. Các nghiên cứu cho thấy loại tảo này chứa enzyme hydrogenase có khả năng tách nước thành hai thành phần hydrogen và oxygen. Các nhà khoa học đã xác định được cơ chế quá trình, điều này có thể giúp mang lại một phương pháp gần như vô hạn để sản xuất hydrogen sạch và tái sinh. Cơ chế này đã phát triển qua hàng triệu năm tiến hóa giúp tảo tồn tại trong môi trường không có oxygen. Một khi ở trong chu trình này, tảo “thở” bằng oxygen lấy từ nước và giải phóng ra khí hydrogen.

Gần đây, các nhà khoa học tại trung tâm năng lượng hydrogen của trường ĐH tiểu bang Pennsylvania cũng đã nghiên cứu thành công phương pháp tạo ra hydrogen từ quá trình vi khuẩn phân hủy các chất thải hữu cơ sinh học, như nước thải sinh hoạt, nước thải nông nghiệp v.v. Ứng dụng nghiên cứu này sẽ mở ra triển vọng to lớn đầy hữu ích, vừa kết hợp xử lý nước thải và vừa sản xuất hydrogen cung cấp cho pin nhiên liệu vi khuẩn (micro-fuel cell), tạo ra điện năng.







XE ĐIỆN CHẠY BẰNG PIN NHIÊN LIỆU HYDROGEN (FCV) P 2



Cái lợi lớn nhất của pin nhiên liệu hydro là cung cấp điện cho xe mà không cần sợi dây sạc. Kiểu xe mới 2016 Toyota Mirai sedan tìm cách tối ưu hóa công thức này, điều hứa hẹn của hệ thống pin nhiên liệu là trọng lượng nhẹ hơn, nhỏ hơn và ít tốn kém hơn so với bất cứ kỹ nghệ đến trước đây. Xe Mirai có khả năng hoạt động là 300 dặm hay 500 cây số cho mỗi bình đầy hydrogen. Điều mà tất cả các xe điện plug-in không làm được.

Tại thời điểm này, Toyota sẽ lancer loại model mới này tại bang California, nơi mà phần lớn các trạm hydrogen công cộng được thiết bị. Vì vậy xe Toyota Mirai 2016 sẽ được bán vùng Golden State. Toyota cho biết họ có kế hoạch tung ra thị trường vùng Đông Bắc các model Mirai trong tương lai gần đây trong lúc chờ đợi việc xây dựng các trạm tiếp nhiên liệu hydro giữa Massachusetts và New Jersey.

Nếu bạn là người hâm mộ xe điện, bạn không phải quá lo lắng về sự an toàn của gas hydro vì đối với Toyota đây mối quan tâm hàng đầu. Toyota thiết kế chiếc xe Mirai phải khác hoàn toàn những kiểu đã ra trên thị trường và như vậy với một ngoại hình táo bạo được đánh dấu bởi các góc độ cực đoan và các đường cong độc đáo sẽ làm nổi bật chiếc xe trong đám đông và cũng để gây ấn tượng mạnh cho người tiêu dùng khi thấy lần đầu. Bên trong cabine Mirai được bố trí tạo cho ta một ấn tượng mạnh mẽ. Xe có bốn chỗ ngồi và chỉ có 1 model duy nhất, mặc dù kỹ sư Toyota cảnh báo rằng việc tăng thêm trọng lượng bởi một hành khách thứ năm sẽ làm giảm hiệu suất xe và giảm đường dài, vì vậy không có ghế giữa ở phía sau.

Nếu bạn có ý định mua chiếc xe điện tới chạy bằng "hydrogen",  Mirai là kiểu xe hầu như  không có sự cạnh tranh. Các xe pin nhiên liệu khác trên thị trường bán lẻ hiện nay ở California là Hyundai Tucson FCEV với nguồn cung cấp rất hạn chế. Honda có kế hoạch trình làng xe fuel-cell sedan trong năm 2016. Hiện thời trên thị trường Toyota Mirai 2016 thực sự là chiếc xe "tương lai" chạy bằng hydro.

Danh sách chính thức các tính năng chưa được tiết lộ trong lúc viết văn bản này, nhưng chúng ta hy vọng thiết bị tiêu chuẩn trên 2016 Mirai bao gồm bánh xe nhôm 17-inch, đèn pha LED, kiểm soát hành trình (cruise),  kiểm soát khí hậu tự động, vải bọc cao su tổng hợp, ghế trước có điều chỉnh điện và thắt lưng, ghế sau có sưởi,  vô lăng adjustable, màn hình cảm ứng màu 8-inch, camera chiếu hậu, hệ thống định vị với công cụ tìm trạm tiếp tế nhiên liệu (gas station), hệ thống âm thanh Bluetooth và điện thoại kết nối với hệ thống âm thanh JBL với đài phát thanh truyền hình vệ tinh, cổng USB và một jack phụ trợ.

Ngoài ra tiêu chuẩn là một dịch vụ hướng dẫn khách 24 giờ, dịch vụ bên đường 24 giờ, ba năm bảo trì miễn phí và 8 năm hoặc 100,000 dặm bảo hành trên tất cả các thành phần hệ thống pin nhiên liệu.

Các lựa chọn (options) duy nhất chỉ là một hệ thống sạc điện emergency để trong trunk xe cho phép sạc pin như một máy phát điện khẩn cấp. Hệ thống này có thể cung cấp đến 60 kilowatt-giờ điện từ hydro dự trữ trong bình, đủ để cung cấp năng lượng cho một căn nhà nhỏ một tuần, Toyota cho biết.

 Hệ truyền động và Hiệu suất - Xe Toyota Mirai 2016 chạy bằng bánh trước, với động cơ điện gắn phía trước có công suất 151 mã lực và 247 lb-ft. Cục pin có kích thước pin xe Prius với công suất 1.6-kWh nickel-metal hydride. Pin gắn phía sau ghế ngồi sau được sạc bởi hệ thống pin nhiên liệu (Fuel Cell Stack) để được sử dụng khi nào công suất cao cần đến.

Toyota cho biết xe chỉ cần 9 giây để đạt vận tốc 100kmh cho chiếc xe nặng gần 2 tấn. Tốc độ tối đa là 111 mph/178kmh. Toyota cũng cho biết xe Mirai có thể hoạt động khoảng 300 dặm/500 km với 1 bình khí nén hydrogen 5 kg (11 pound). Với 1 kg hydro cung cấp lượng năng tương đương với 1 galon xăng. Như vậy hiệu suất nhiên liệu tương đương với 60 mpg.

Vấn đề an toàn - Thiết bị an toàn tiêu chuẩn trong xe Mirai 2016 bao gồm phanh thắng đĩa ABS và ổn định điều khiển (Traction control), túi khí an toàn phía trước và sau (SRC) và một camera lùi xe. Thiết bị an toàn chủ động có đủ như xe xăng thường: cảnh báo làn khởi hành (land departure alert). Xe có trang bị thêm hệ thống kiểm soát để cảnh báo và tắt van bình gas hydro khi phát hiện rò rỉ khí hydro.

Thiết kế nội thất và tính năng đặc biệt - Cabin của Mirai được thiết bị như xe Lexus, với các yên xe được bao bởi vật liệu vải mềm có chất lượng cao. Các thiết bị điều khiển nói chung rất dễ dùng mặc dù bảng điều khiển (dash board) cần một ít thời gian để làm quen giống như nội thất của xe Prius.  Ghế phía trước rất rộng rãi thoải mái uống theo đường cong của lưng người lái. Nơi tay vịn rộng lớn cũng là nắp hộp lưu trữ linh tinh ngăn cách ghế sau có sưởi. 

Vì xe được thiết kế để trữ pin nhiên liệu nên bình gas hydrogen hơi cồng kềnh. Kích thước trunk xe Mirai không lớn như hầu hết các xe thông thường nhưng vẫn đủ rộng rãi cho việc mua sắm hàng tạp hóa bình thường.

Ấn tượng khi lái xe - Khi lái xe Mirai 2016 thì hành khách trong xe có ấn tượng thoải mái và êm ái. Một phần nhờ vào trọng lượng và kích thước hệ thống tế bào nhiên liệu (fuel cell stack) bị cắt giảm khá nhiều.  Xe được chế tạo chủ yếu để di chuyển trên đường xá bình thường chứ không phải để chạy trên các tuyến đường núi quanh co.

Như bất kỳ chiếc xe điện nào bạn sẽ cảm thấy torque sẵn sàng khi bạn bắt đầu đạp ga tăng vận tốc. Do đó người lái cảm thấy xe lên vận tốc khá nhanh từ lúc depart đến 40 mph. Nhưng xe sẽ hơi yếu mỗi khi muốn qua mặt xe khác. Xe sẽ bị giảm tốc độ khi lên dốc cao.

Hệ thống phanh thắng hiệu quả và chắc chắn. Vì không có tiếng ồn của động cơ đốt nên bên trong cabin của Mirai khá trầm lắng. Ở tốc độ chậm, các kim nạp gas hydro vào fuel cells sẽ gây tiếng xì xì nhỏ và tiếng rò rỉ của khí nén yếu ớt sẽ cảm nhận được trong cabin nhưng sẽ không quá ồn.

Thế giới chúng ta đang bị phụ thuộc nặng nề vào một nền kinh tế nhiên liệu hóa thạch. Nhiên liệu của đa số các phương tiện giao thông hiện tại như  xe hơi, xe lửa, máy bay… là xăng dầu. Hơn nữa, một tỉ lệ khá cao các nhà máy điện là nhiệt điện dùng dầu hỏa, khí thiên nhiên hay than đá. Nếu không có nhiên liệu hóa thạch, nền kinh tế cùng với các phương tiện giao thông liên lạc, vận tải, sẽ rơi vào khủng hoảng, ngưng trệ. Gần như toàn bộ nền kinh tế, chính xác hơn là toàn bộ xã hội hiện đại đã phụ thuộc vào nhiên liệu hóa thạch.

Trong khi nhiên liệu hóa thạch đóng một vài trò quan trọng trong việc đưa xã hội đến mức phát triển như ngày nay thì nó cũng gây ra những vấn đề nhức nhối lớn: ô nhiễm không khí, các vấn đề môi trường như tràn dầu, nguy hiểm và nóng bỏng hơn cả là vấn đề biến đổi khí hậu toàn cầu (climate change) cùng với sự nóng lên của trái đất. Ngoài ra, nhiên liệu hóa thạch chỉ là nguồn tài nguyên hữu hạn không thể được tái tạo, và nền kinh tế dựa trên nhiên liệu hóa thạch còn làm cho một số nước không có nhiều tài nguyên sẽ bị phụ thuộc vào những nước vốn có nguồn dầu dồi dào ở vùng Trung Đông, từ đó dẫn đến nhiều hệ quả chính trị và kinh tế khác, thậm chí cả những cuộc chiến tranh giành dầu mỏ.

Giữa bối cảnh đó, khái niệm về một nền kinh tế hydro dựa trên nguồn năng lượng sạch, dồi dào phục vụ mục tiêu phát triển bền vững của nhân loại xuất hiện như một giải pháp đầy tiềm năng. “Nền kinh tế hydro” là một hệ thống lưu trữ, phân phối và sử dụng năng lượng dựa trên nhiên liệu chính hydrogen. Thuật ngữ này được tập đoàn General Motors đặt ra năm vào 1970. Nền kinh tế hydrogen hứa hẹn đẩy lùi tất cả những vấn đề do nền kinh tế dựa trên nhiên liệu hóa thạch đã gây ra.

Một cách tóm tắt, những lợi ích chính của nền kinh tế hydrogen là:

- Không gây ô nhiễm: khi hydrogen được sử dụng trong pin nhiên liệu, nó là một công nghệ hoàn toàn sạch. Sản phẩm phụ duy nhất sinh ra là nước, do đó sẽ không làm nảy sinh những vấn đề đáng lo ngại như tràn dầu …

- Không thải ra khí gây hiệu ứng nhà kính: quá trình điện phân nước tạo hydrogen không hề tạo nên khí nhà kính nào. Đó là một quá trình lý tưởng và hoàn hảo – điện phân hydrogen từ nước, hydrogen lại tái kết hợp với oxygen để tạo ra nước và cung cấp điện năng trong pin nhiên liệu.

- Không phụ thuộc về kinh tế: không dùng dầu mỏ cũng có nghĩa là không phải phụ thuộc vào các thùng dầu nhập khẩu từ nước ngoài.

- Hydrogen có thể được sản xuất từ nhiều nguồn khác nhau: nhất là từ các nguồn năng lượng tái sinh.

Như vậy, những lợi ích về mặt môi trường, kinh tế và xã hội của hydrogen là rất đáng kể và ý nghĩa. Tất cả những thế mạnh này đã tạo nên cú hích mạnh mẽ hướng nhân loại tiến đến nền kinh tế hydrogen.

Như đề cập ở trên, xe điện sẽ là loại xe tương lai đầy hứa hẹn không giống như xe Hybrid yếu ớt và cần nhiều bảo trì vì có đến 2 hệ thống động cơ xăng và điện. Vấn đề cũng như thách thức lớn của giới tiêu thụ là giá thành còn quá cao và làm sao người lái xe an tâm khi lái đi quãng đường xa và việc tiếp liệu nhiên liệu - ổ điện sạc nhanh hay trạm tiếp liệu hydrogen phải được sẳn sàng.

Tesla là hãng chế xe điện 100% hạng sang hàng đầu hiện nay ở Bắc Mỹ. Nhưng xe Tesla không phải là xe cho mọi người. Để khuyến khích thị trường xe điện này Hoa Kỳ và Canada đang có chương trình hỗ trợ tài chính bằng cách đài thọ cho người mua xe và cho xây nhiều trạm tiếp liệu điện nhanh để người lái xe đi được quãng đường dài không phải lo âu.

Cũng nên nhắc lại là ngày xưa khi đại công ty Sony một thời làm mưa làm gió để lancer sản phẩm Blue Ray thay vì DVD thì tương tự ngày nay Toyota với tư thế mạnh đang dùng chiến lược để kéo nhiều đồng minh về cùng phía mình để chế tạo xe điện sạc bằng gas hydrogen như Honda, BMW hay Hyundai.

Đối với người tiêu thụ, mỗi khi quyết định mua một chiếc xe, chúng ta thực ra chỉ quan tâm đến giá thành ban đầu, sự bền bỉ ít tốn kém về bảo trì và tiêu thụ ít nhiên liệu là những tiêu chuẩn hàng đầu. Cho nên trong một tương lai gần, xe điện chạy bằng nhiên liệu hydrogen sẽ thỏa mãn tất cả nguyện vọng của người tiêu thụ và sẽ rất hứa hẹn nếu các chính phủ sản sàng trợ cấp việc xây dựng các trạm tiếp nhiên liệu hydrogen như các trạm sạc điện hôm nay.

Có thể chúng ta phải đợi trong vài năm nữa, xe ôtô chạy bằng khí hydro sẽ được sản xuất hàng loạt, thay thế cho các xe sử dụng xăng và diesel hiện thời. Tuy nhiên, các chuyên gia dự đoán còn cần ít nhất một thập kỷ nữa mới giải quyết được hết các vấn đề đặt ra khi sử dụng hydro làm nhiên liệu.

Nguyễn Hồng Phúc
Sưu tầm & nghiên cứu


XE ĐIỆN CHẠY BẰNG PIN NHIÊN LIỆU HYDROGEN (FCV) P 1


Trong vài bài viết trước đây chúng tôi có tìm hiểu về các đề tài như năng lượng hóa thạch và kỹ nghệ xe hybrid. Trong bài này chúng tôi muốn trình bày thêm quan điểm về loại xe điện mới được sạc bằng hydrogen.

Các quốc gia tân tiến ngày nay dự đoán rằng nguồn dự trữ nhiên liệu hóa thạch sẽ còn tồn tại hơn 1 thế kỷ nữa, đúng hơn là 138 năm theo hiệp hội các quốc gia sản xuất dầu hỏa OPEC. Trong khi đó bên Hoa Kỳ các hãng sản xuất dầu hỏa đang khai thác dầu diệp thạch (shale oil) và bên Canada còn dồi dào tài nguyên dầu cát (sand oil) vì chưa được tận dụng khai thác, phần vì giá thành còn đắt so với nhiên liệu hóa thạch truyền thống. Hơn nữa dự án xây đường ống vận chuyển dầu Keystone XL từ Alberta về các hãng lọc dầu ở Texas bị gián đoạn và ngừng duyệt bởi thượng viện Hoa Kỳ.

Tóm lại ở thời đại chúng ta đang sống không lo sợ nhiên liệu hóa thạch bị mai một, ngược lại còn rất dồi dào. Tuy nhiên áp lực trên thế giới càng ngày càng gia tăng vì vấn đề ô nhiễm môi trường bởi việc tiêu thụ dầu hỏa cũng như việc khai thác các nguồn nhiên liệu này.

Các đại công ty chế xe hàng đầu trên thế giới như Toyota, BMW, GM, Nissan đang ráo rức tung ra thị trường các loại xe với kỹ thuật mới mà chúng ta bắt đầu thấy chạy trên xa lộ như các loại xe hybrid (xăng và điện hay dầu và điện) và vài kiểu xe điện 100%.

Việc năng suất kém của xe hơi đều được cảm nhận bởi giới công nghệ cơ khí từ xa xưa. Cho nên từ 3 niên kỷ trước khi mà giá xăng tăng vọt 3 lần thì lúc đó giới khoa học mới bắt đầu nghĩ đến việc nghiên cứu và khai thác máy xe có năng suất cao hơn và quá trình xe hybrid bắt đầu được nhà sản xuất xe hơi quan tâm đến và đầu tư cải thiện công nghệ.

Đây chính là công nghệ cầu nối trong tương lai khi công nghệ về xe điện sẽ được hoàn thiện hơn và giá cả hợp lí hơn (ít nhất xe Hybrid sẽ là dòng xe phổ biến trong vòng 10 đến 15 năm tới).

Năm 1990 Cơ quan trách nhiệm về ô nhiễm môi trường California Air Resources Board có nhiệm vụ làm sạch bầu khí quyển California, ô nhiễm gây ra bởi lưu lượng xe cộ gia tăng đáng kể ở tiểu bang California. Chính sách zero emission gắt rao bắt đầu được đưa ra áp dụng toàn tiểu bang. Các hãng chế tạo bình điện bỏ ngân quỹ lớn để nghiên cứu bình điện có khả năng dự trữ năng lượng điện nhiều hơn.

Mãi đến năm 1995 thì kỹ thuật chế tạo bình điện mới đạt đến điểm có thể trang bị cho xe hybrid.  Hai hãng Toyota và Honda tiên phong trong việc sản xuất xe hybrid đầu tiên trong những năm 90’s. Trong khi ấy người tiêu thụ vẫn còn dè dặt trong việc đổi sang xe hybrid vì kỹ thuật quá mới mẽ và có nhiều tranh cãi trong công chúng về nhiều vấn đề như bình điện sống được bao lâu, không đủ nhiệt để sưởi mùa đông, bảo trì, giá thành mắt hơn xe xăng, không đủ công xuất (power) để qua mặt xe khác trên xa lộ, v.v…Đồng thời bên Âu châu nhiều hãng như Mercedes, Renault cũng lần lượt chế ra xe hybrid, mục đính chính là làm xe van chuyên chở hàng hạng nhẹ như Sprinter, Renault Kangoo. Bên bắc Mỹ hai hãng GM và Ford cũng dần dà cho ra đời những xe hybrid như Volt và Ford Escape, v.v…Cái thử thách lớn nhất vẫn là khả năng lưu trữ điện. Bình điện chỉ có khả năng cung cấp cho một khoảng đường ngắn như 60 miles/100Km là cùng – HEV60 (Hybrid Electric Vehicle). Các kỹ sư thiết kế bình điện với khả năng HEV40 tức là xe hybrid có khả năng đi 40 miles/60 Km bằng điện vì đa số dân thành thị di chuyển khoảng đường ấy trung bình mỗi ngày. Từ ý niệm ấy các kỹ sư của các hãng chế xe hybrid thiết kế cơ khí riêng biệt cho mỗi model xe hybrid của họ. Nhưng tất cả các loại xe hybrid của các hãng này đều không giống nhau về cách chuyển từ động cơ xăng qua điện và cách sạc điện vào bình…

Với kinh nghiệm có sẳn về xe hybrid, giới khoa học và các hãng xe hơi xúc tiến nghiên cứu và tiến xa hơn với kỹ thuật dùng nhiên liệu không làm ô nhiễm môi trường như xe điện 100% và pin nhiên liệu hydrogen…

Hãng Nissan đã cho ra các loại xe điện 100% như model Leaf, hãng GM có Chevrolet Volt, BMW có I3/I8, Tesla serie X, M và Tesla 3, iMiev của Mitsubishi, Smart for Two, v.v…

Thách thức lớn nhất hiện nay trong lĩnh vực sản xuất ô tô chạy hoàn toàn bằng điện là làm sao để duy trì khả năng hoạt động của xe. Cụ thể hơn là khả năng lưu điện của hệ thống pin và giá thành sản xuất.

Ngoài lợi thế của xe điện 100% là xử dụng điện với giá rẻ thì loại xe này còn cái lợi điểm khác là hầu như không cần bảo trì. Tuy nhiên bình ác quy chỉ chạy được hơn 150 km hay 100miles cho mỗi lần sạc điện. Để khuyến khích giới tiêu thụ mua xe với kỹ thuật mới này các chính phủ lập ra các chương trình trợ cấp cho người mua và xây dựng các trụ sạc điện nhanh trong các thành phố lớn.

Năm nay Toyota, hãng ô tô lớn nhất thế giới, lần đầu tiên ra mắt thị trường mẫu xe điện sạc bằng ga hydrogen (FCV) tại Nhật Bản và được đưa vào thị trường tháng 4 năm 2015 với giá khoảng 68,600 USD. Giống như xe điện 100%, chỉ khác là pin nhiên liệu được nạp bằng hydrogen sẽ tạo ra dòng điện để vận chuyển động cơ điện và vừa sạc vào bình ac quy để hỗ trợ khi xe đạt vận tốc cao điểm. Xe FCV này có khả năng hoạt động trong khoảng 500 đến 700 km và người lái chỉ mất gần 3 phút để nạp nhiên liệu gas hydro. Đặc biệt hơn, Toyota Mirai 2016 FCV không phát ra khí thải độc hại, thay vào đó là thải ra nhiệt và hơi nước do phản ứng của khí hydro và oxy khi vận hành.

Không chỉ vậy, Toyota Mirai FCV chạy hydro có thể đi quãng đường dài hơn hơn xe điện gấp năm lần. Như vậy, thị trường Mỹ và châu Âu có thể sẽ đón nhận mẫu xe này vào mùa hè sang năm. Tuy nhiên, những thách thức đối với ô tô chạy pin nhiên liệu vẫn còn khó khăn và tăng trưởng chậm, đặc biệt là đối với khoản chi phí để xây dựng cơ sở hạ tầng các trạm nhiên liệu hydro. Điều này mang đến tình huống tiến thoái lưỡng nan về sự chấp nhận FCV trong ngành ô tô. Thực tế, Toyota cũng đã chứng kiến khi đối thủ 17 năm trước phát triển xe hybrid Prius trong chỉ hai năm và sau đó bị thiệt hại do chưa có cơ sở thiết lập ban đầu. Chính vì vậy, Toyota hy vọng sẽ có hàng chục ngàn chiếc xe chạy bằng năng lượng hydro được bán ra mỗi năm. Chính phủ Nhật Bản và hãng xe Toyota cho rằng họ đang tiến tới một kỉ nguyên chạy pin nhiên liệu.

Khí hydro là chất thông dụng nhất trong vũ trụ, và khi cháy rất “sạch”. Phản ứng cháy của hydro chỉ tạo ra nước (dù rằng khí nitơ oxit, sản sinh ra trong mọi quá trình đốt, lại tạo ra những mối quan ngại khác về môi trường). Nhưng dẫu là một nguồn tài nguyên vô tận có thể tái tạo, hiện nay, các loại ôtô chưa thể chuyển sang chạy bằng năng lượng hydro, vì nhiều lý do. Nguyên nhân đầu tiên là ở nhiệt độ thông thường, nó tồn tại dưới dạng khí. Xăng và dầu diesel là chất lỏng nên có thể dễ dàng chứa trong bình, và sẽ tồn tại cho tới khi sử dụng hết. Ngược lại, hydro sẽ dần bay hơi nếu bình không kín.

Một giải pháp đặt ra là có thể chuyển nó sang dạng lỏng, nhưng lúc đó cần có các bình chứa đặc biệt để giữ cho nhiệt độ bên trong luôn thấp hơn so với môi trường. Hoặc cũng có thể giữ nó trong một bình điều hoà áp suất. Có điều khi một bình điều hoà áp suất bị vỡ, nó sẽ gây nổ. Cuối cùng, hãng DaimlerChrysler đang nghiên cứu chế tạo phương pháp lưu trữ khí hydro trong bình có cấu trúc tổ ong. Hạn chế của loại bình này là giá thành quá cao và lượng khí chứa được cũng không nhiều.

Cùng một lượng tương đương như nhau, hydro sản sinh ít năng lượng hơn là xăng, một trong những nhiên liệu dễ cháy nhất có thể kiếm được. Đó là lý do tại sao động cơ chạy bằng hydro có công suất yếu hơn động cơ xăng.

Rõ ràng các xe chạy bằng khí hydro không thải ra các chất gây ô nhiễm như xăng. Nhưng để tạo ra hydro, phương pháp tốt nhất là cho một dòng điện chạy qua nước. Và để có điện, có nghĩa là cần tăng cường khai thác than hoặc xây dựng thêm các nhà máy điện nguyên tử, do vậy lợi thế không ảnh hưởng đến môi trường của hydro lại không còn đáng kể.

Khi đã có hydro, còn cần lập ra các điểm tiêu thụ (giống như các cây xăng), nơi khách hàng có thể nạp vào bình chứa. Do lượng khí các xe tiêu thụ lớn hơn rất nhiều so với xăng, sẽ đòi hỏi một mạng lưới vận chuyển khổng lồ. Một chuyên gia cho biết: “Nếu tất cả các xe trên thế giới hiện nay chuyển sang dùng nhiên liệu hydro, thì cứ 5 xe đang lưu thông sẽ có 1 chiếc là xe téc chở khí”. Điều này làm ảnh hưởng đến giao thông và một lần nữa đặt ra các vấn đề về an toàn.



Vấn đề an toàn pin nhiên liệu hydrogen
Gây tranh cãi nhất giữa các nhà khoa học là mức độ an toàn của hydro. Theo ExxonMobil, một trong những tập đoàn kinh doanh dầu lửa lớn nhất thế giới, khí hydro chưa nên sử dụng rộng rãi để tránh các nguy cơ có thể xảy ra tai nạn. Ngược lại, Karen Miller, Phó chủ tịch của Hiệp hội khí hydro toàn nước Mỹ, lại cho rằng: “Sử dụng hydro trong nhiều trường hợp còn đảm bảo hơn dùng xăng. Vả lại, nhiên liệu sẽ không gây nguy hiểm khi nó được bảo quản thật tốt”.

Việc đưa khí hydro vào các bình chứa có khuynh hướng tạo ra dòng tĩnh điện, dễ gây nổ. Nhằm ngăn chặn điều đó xảy ra, xe FCX của Honda có tới 2 nắp tiếp nhiên liệu. Khi mở nắp ngoài, một sợi dây kim loại sẽ được tiếp đất để loại trừ dòng tĩnh điện, trước khi nắp thứ hai được mở để nhận dòng khí từ vòi cao áp.

Thêm vào đó, khí hydro không có mùi và cháy hoàn toàn. 2 đặc tính này khiến cho người ta không thật sự quan tâm đến nguy cơ phát nổ cho tới lúc điều đó thực sự diễn ra. Bất cứ nhiên liệu nào cũng có thể gây nổ khi sử dụng cho động cơ đốt trong, nhưng điều đáng nói ở đây là hydro có đặc tính dễ nổ hơn so với xăng. Khí hydro còn làm cho kim loại trở nên giòn hơn.

Hydrogen là khí không màu, không mùi, không vị và rất hoạt động. Khi hydrogen cháy nó mang mối nguy hiểm tiềm ẩn bởi ngọn lửa của nó không thể nhận thấy bằng mắt thường. Do đó nó có thể lan đi mà người ta không thể nhận biết để cảnh báo. Tuy nhiên, trong chừng mực nào đó, hydrogen cháy an toàn hơn các nhiên liệu hóa thạch thông thường. Hydrogen có tốc độ bừng cháy rất cao và tiêu tán mau. Do đó, những vụ cháy, thậm chí bắt nguồn từ hydrogen lỏng, thường bùng lên rất nhanh rồi hết. Theo tính toán của các nhà khoa học cho thấy ở một vụ cháy xe cộ liên quan đến xăng dầu, đám cháy có thể kéo dài hai mươi đến ba mươi phút, trong khi đó, ngọn lửa từ đám cháy của chiếc xe chạy bằng lượng hydrogen tương đương chỉ kéo dài từ một đến hai phút!.

Hydrogen khi bị đốt cháy sinh ra nhiệt và hơi nước. Do không có carbon, hơn nữa hơi nước lại là chất hấp thụ nhiệt nên hydrogen cháy tỏa nhiệt ít hơn nhiều so với khi các hydrocarbon cháy và đám cháy không lan đi, chỉ có những vật trực tiếp bị đốt dưới ngọn lửa đó mới bị cháy nặng. Những vật khác ở gần ngọn lửa sẽ khó mà tự bắt cháy được. Vì thế mà mối nguy hiểm về khói độc và việc cháy lan kéo dài đối với hydrogen đã được giảm đi đáng kể. Điều này có ý nghĩa rất quan trọng trong vấn đề cứu hỏa.

Tỉ trọng thấp và khả năng khuếch tán nhanh cho phép hydrogen thoát nhanh vào khí quyển nếu như có sự rò rỉ xảy ra. Trong khi đó, propane và xăng dầu, với tỉ trọng cao và khả năng khuếch tán thấp, dễ tụ lại gần mặt đất, làm gia tăng rủi ro cháy nổ. Hydrogen phải đạt đến nồng độ 4% trong khí quyển mới gây nguy hiểm, khi đó khả năng bắt lửa của hydrogen sẽ tăng lên nhanh. Mặc dù nồng độ 4% xem như không cao, nhưng nếu so sánh với nồng độ cần đạt để bốc cháy của xăng dầu chỉ có 1%, hydrogen cho thấy mức rủi ro cháy nổ thấp hơn đáng kể. Hydrogen không độc và không ăn mòn. Xăng và dầu rất độc với con người và sinh vật nếu như vô tình chúng bị rò rỉ ra môi trường bên ngoài. Trong khi đó, nếu hydrogen bị thoát ra, chúng sẽ bay hơi gần như hoàn toàn và chỉ để lại nước đằng sau.

Pin nhiên liệu
Trong khi thế kỉ 19 được mệnh danh là thế kỉ của động cơ hơi nước và thế kỉ 20 là thế kỉ của động cơ đốt trong thì ta có thể nói, thế kỉ 21 sẽ là kỉ nguyên của pin nhiên liệu. Pin nhiên liệu hiện nay đang dần được phổ biến trên thị trường, dự đoán sẽ tạo nên cuộc cách mạng năng lượng trên thế giới trong tương lai. Pin nhiên liệu có thể sử dụng hydrogen làm nhiên liệu, mang đến triển vọng cung cấp cho thế giới một nguồn điện năng sạch và bền vững.

Tương tự như bình ắc quy, pin nhiên liệu (Fuel Cell Stack) là một thiết bị tạo ra điện năng thông qua cơ chế phản ứng điện hóa. Điểm khác biệt nằm ở chỗ, pin nhiên liệu có thể tạo ra dòng điện liên tục khi có một nguồn nhiên liệu cung cấp cho nó, trong khi đó, ắc quy cần phải được nạp điện lại (sạc) sau một thời gian sử dụng. Vì thế mà pin nhiên liệu không chứa năng lượng bên trong, nó chuyển hóa trực tiếp nhiên liệu thành điện năng, trong khi ắc quy cần phải được nạp điện lại từ một nguồn bên ngoài.


Mỗi pin nhiên liệu gồm có hai điện cực âm (cathode) và dương (anode). Phản ứng sinh ra điện năng xảy ra tại hai điện cực này. Giữa hai điện cực còn chứa chất điện phân, vận chuyển các hạt điện tích từ cực này sang cực khác, và chất xúc tác nhằm làm tăng tốc độ phản ứng. Các module pin nhiên liệu thường kết nối với nhau, song song hay trực tiếp để tạo ra các thiết bị có mức công suất phát điện khác nhau và lớn hơn.

Hai nhiên liệu cơ bản cần thiết cho pin nhiên liệu vận hành chỉ đơn giản là hydrogen và oxygen. Lợi thế hấp dẫn của pin nhiên liệu là ở chỗ nó tạo ra dòng điện sạch, rất ít ô nhiễm, do sản phẩm phụ của quá trình phát điện cuối cùng chỉ là nước, không hề độc hại.

Các phản ứng hóa học tạo ra dòng điện chính là chìa khóa trong cơ chế hoạt động của pin nhiên liệu. Có nhiều loại pin nhiên liệu và mỗi kiểu vận hành một cách khác nhau nhưng cùng chung nguyên tắc cơ bản. Khi những nguyên tử hydrogen đi vào pin nhiên liệu, phản ứng hóa học xảy ra ở anode sẽ lấy đi electron của chúng. Những nguyên tử hydrogenl úc này bị ion hóa và mang điện tích dương. Electron điện tích âm sẽ chạy qua dây dẫn tạo ra dòng điện một chiều.

Một trở ngại lớn đối với việc phân phối nhiên liệu hydro là nhu cầu phải xây dựng toàn bộ một mạng lưới cung ứng mới. Trạm bán hydro ở thủ đô Washington đã thu hút được sự chú ý của nhiều người tiêu dùng. Quản lý an toàn của trạm, ông Rick Scott cho biết: “Dĩ nhiên là họ hỏi những điều mà người tiêu dùng vẫn hay hỏi, đại loại như: Nhiên liệu hydro giá cả ra sao? Khi nào tôi có thể mua một chiếc xe chạy bằng hydro? Và giá xe là bao nhiêu?".

Theo hãng Toyota chiếc xe chạy pin nhiên liệu hydrogen 2016 Mirai sẽ đi vào lịch sử và nổi tiếng như chiếc xe tương lai sáng lạng cho họ. Cái tên Mirai đồng nghĩa với "tương lai" trong tiếng Nhật. Tạm thời chúng ta hãy quên đi Prius, Tesla Model S và i3 BMW, giám đốc điều hành Toyata nói rằng xe Mirai chạy bằng công nghệ hydrogen fuel-cell là bước đầu tiên trong thế kỷ 21 của ô tô.

Nguyễn Hồng Phúc

Mời xem tiếp phần 2

 
ĐỒNG HƯƠNG © 2012 | Designed by Rumah Dijual | Support by Blog Thiết Kế