Tất cả các loại xe sử dụng nhiên liệu hydro cũng cần được trang bị với một hoặc nhiều bộ cảm biến để phát hiện rò rỉ nhiên liệu Hydrogen. Những cảm biến này sẽ được liên kết với các hệ thống điều khiển xe. Nếu nồng độ hydro đến gần giới hạn dưới của tính dễ cháy được phát hiện, hệ thống sẽ tự động tắt và cô lập Hydrogen trong bình chứa vì vị trí rò rỉ là các vị trí kết nối.
3.4.4. Bình nước ngăn ngừa cháy trong đường ống nạp
Hình 24: Bình nước ngăn ngừa hiện tượng cháy trong đường ống nạp Hiện tượng cháy trong đường ống nạp xảy ra khi supap nạp mở sớm, lúc này do tốc độ lan truyền màng lửa của Hydrogen rất nhanh nên có hiện tượng cháy ngược vào đường ống nạp, để ngăn ngừa người ta sử dụng một áo ước như hình 24. Hiện tượng này chỉ xảy ra với hệ thống phân phối nhiên liệu sử dụng bộ chế hòa khí và phun trên đường ống nạp.
29
CHƯƠNG 4: ƯU ĐIỂM VÀ HẠN CHẾ VÀ XU HƯỚNG PHÁT
TRIỂN CỦA ĐỘNG CƠ SỬ DỤNG NHIÊN LIỆU KÉP HYDROGEN-XĂNG
4.1. Ưu điểm và hạn chế của động cơ sử dụng nhiên liệu kép Hydrogen-xăng 4.4.1. Ưu điểm 4.4.1. Ưu điểm
- Tăng hiệu suất động cơ (khoảng 12,6%) so với động cơ xăng. - Giảm tiêu hao nhiên liệu (khoảng 16,9%) so với động cơ xăng. - Giảm khí thải CO và NOx so với động cơ xăng.
4.4.2. Hạn chế
- Không gian lưu trữ nhiên liệu lớn hơn xe chạy bằng xăng vì gồm hệ thống nhiên liệu Hydrogen và xăng.
- Chi phí sản xuất xe sử dụng động cơ nhiên liệu kép Hydrogen-xăng cao hơn xe động cơ xăng.
- Phải có trạm bơm Hydrogen nhưng hệ thống trạm nhiên liệu Hydrogen còn hạn chế.
Vì cần không gian lưu trữ nhiên liệu lớn hơn xe sử dụng động cơ xăng nên việc bố trí hệ thống này trên các loại xe cỡ nhỏ, yêu cầu tính thẫm mỹ cao không thực hiện được. Do đó, hệ thống này khả thi cho việc bố trí trên các lại xe kích cỡ lớn như xe bus, xe tải,….. Vấn đề này có thể cải thiện nếu có một công nghệ lưu trữ Hydrogen chiếm một diện tích nhỏ hoặc không cần lưu trữ lượng lớn Hydrogen trên xe mà có thể sản xuất trực tiếp trên xe với nguyên liệu từ không khí.
4.2. Xu hướng phát triển của động cơ sử dụng nhiên liệu kép Hydrogen-xăng
Thực nghiệm cho thấy, động cơ nhiên liệu kép Hydrogen-xăng với tỉ lệ hòa trộn hỗn hợp nhiên liệu thích hợp sẽ tăng công suất động cơ, giảm tiêu hao nhiên liệu và giảm khí thải. Trong khi việc tìm nguồn nhiên liệu thay thế nhiên liệu hóa thạch vẫn còn nhiều thách thức thì việc chuyển đổi động cơ xăng sang động cơ nhiên liệu kép Hydrogen-xăng mở ra một hướng đi mới khả thi trong thời điểm hiện tại. Hạn chế lớn nhất chưa thể thương mại hóa loại động cơ này là hệ thống trạm bơm nhiên liệu Hydrogen, mốt số quốc gia phát triển đã bắt đầu xây dựng các trạm bơm nhiên liệu Hydrogen nhưng chỉ thí điểm một vài vùng nhất định. Do đó, việc động cơ này được
30
sử dụng phổ biến trong vài năm tới là khó có thể thực hiện. Một lý do khác là hầu hết lượng Hydrogen hiện tại trên thế giới được sản xuất từ nguyên liệu hóa thạch, cũng làm gia tăng ô nhiễm môi trường nếu sản xuất với lượng lớn cung cấp cho nhu cầu vận tải, vận chuyển của ô tô. Đã có những nghiên cứu công nghệ sản xuất Hydrogen sạch có sẵn mà không phải từ nguyên liệu hóa thạch và có những bước tiến nhất định. Công nghệ sản xuất, hệ thống trạm bơm nhiên liệu và lưu trữ Hydrogen trên xe là những trở ngại lớn nhất để thương mại hóa ô tô sử dụng nhiên liệu kép Hydrogen- xăng. Tuy vẫn còn nhiều vấn đề cần giải quyết để thương mại hóa động cơ sử dụng nhiên liệu kép Hydrogen-xăng nhưng trong tương lai gần hy vọng có thể thực hiện được nếu Hydrogen được ứng dụng rộng rãi làm nhiên liệu trên ô tô.
31
TÀI LIỆU THAM KHẢO
[1] Seth, D. Hydrogen futures: toward a sustainable energy system. Worldwatch Institute, Paper 157, 2001.
[2] Dopp R. Highly Efficient Hydrogen Generation via Water Electrolysis Using Nanometal Electrodes Energy Research Laboratory, QuantumSphere Inc., Santa Ana, CA 92705. September 15, 2006.
[3] Ji, C., Wang, S. Effect of hydrogen addition on the idle performance of a spark ignited gasoline engine at stoichiometric condition. College of Environmental and Energy Engineering, Beijing University of Technology, Beijing 100124, China, 2009. [4] Al-Baghdadi, M. Performance Study of a Four-Stroke Spark Ignition Engine working with both of Hydrogen an Ethyl Alcohol as Supplementary Fuel, Int. J. Hydrogen Energy.25,1005-1009. 2000
[5] Al-Baghdadi, M. and Al-Janabi, H. Improvement of Performance and Reduction of Pollutant Emission of a Four Stroke Spark Ignition Engine Fueled with Hydrogen- Gasoline Fuel Mixture, Energy Conversion & Management, 41, 77-91. 2000.
[6] Masood, M., Ishrat, M.M. and Reddy, A.S. Computational combustion and emission analysis of hydrogen–diesel blends with experimental verification. Int. J. Hydrogen Energy. 32; 2539 – 2547. 2007.
[7] D. Sáinz, P.M. Diéguez , C. Sopena, J.C. Urroz, L.M. Gandía. Conversion of a commercial gasoline vehicle to run bi-fuel (hydrogen-gasoline). Int. J. Hydrogen Energy. Vol. 37, Issue 2, January 2012.
[8] Heywood, J. B. Internal-combustion engine fundamentals. McGraw-Hill, 1988. [9] Berry, G., Pasternak A., Rambach G., Smith J., and Schocke R. Hydrogen as a future transportation fuel. Energy Vol. 21, No. 4 (1996), pp. 289-303.
[10] Jain, I.P. Hydrogen Fuel for the 21st Century. Int. J. of Hydrogen Energy. 01/2009; DOI:10.1016/j.ijhydene.2009.05.093