Trang Kỹ thuật Thú vị (The Engineering Interesting) đưa tin, trong Tuần lễ Khí hậu MENA của Liên Hợp Quốc ở Riyadh, vị quan chức cao cấp của Vương quốc dầu mỏ cho biết: “đoàn tàu nhiên liệu hydro sẽ được thử nghiệm vào tuần tới, hy vọng là trong vài tháng tới, chúng tôi sẽ có đoàn tàu hydro đầu tiên ở Trung Đông”.

Tàu hydro là loại tàu hiện còn rất mới, tạo ra điện năng và cung cấp năng lượng cho hệ thống động cơ đẩy bằng pin nhiên liệu hydro. Những đoàn tàu không phát thải trong giao thông đường sắt đang trở thành một lựa chọn mang ý nghĩa bảo vệ môi trường và phát triển giao thông bền vững, có tiềm năng thay thế những đoàn tàu chạy bằng động cơ nhiên liệu diesel thông thường.

Hoạt động của pin nhiên liệu hydro

Pin nhiên liệu hydro hoạt động trên cơ sở phản ứng hóa học. Điện năng được tạo ra từ tương tác hóa học giữa hydro và oxy trong không khí. Nhiên liệu hydro được giữ trong các bình áp suất cao trong các đoàn tàu hydro.

Nhiên liệu hydro được đưa vào cực dương của pin nhiên liệu và không khí được đưa vào cực âm. Trong pin nhiên liệu hydro, chất xúc tác ở cực dương sẽ tách các phân tử hydro thành thành ion tích điện dương và electron tích điện âm. Chất điện phân là chất được thiết kế đặc biệt để các ion dương có thể đi qua nhưng các electron thì không.

Các electron được giải phóng di chuyển qua dây dẫn tạo ra dòng điện. Các ion di chuyển qua chất điện phân đến cực âm, tái hợp với các electron và phản ứng với oxy trong không khí tạo ra nước. Do đó hơi nước là sản phẩm phụ duy nhất. Động cơ điện dẫn động các bánh xe của đầu tầu chạy điện này.

Động cơ điện trên tàu tạo ra lực đẩy mạnh mẽ, tương tự như các đoàn tàu chạy bằng điện lưới trên cao. Không bị hạn chế công suất như pin lưu trữ điện, tàu hydro có thể đạt được tốc độ và mức hiệu suất tương tự như tàu diesel hoặc tàu chạy điện lưới hiện này.

Thể tích thùng chứa hydro của tàu hỏa quyết định quãng đường có thể di chuyển. Do tàu hydro được tiếp nhiên liệu (hydro hóa lỏng) tương tự như tàu diesel nên những loại tàu này phù hợp đối với vận chuyển đường dài.

Ưu điểm chính của tàu hydro là chỉ thải hơi nước dưới dạng khí thải, không có các loại khí thải nhà kính. Do đó, tàu chạy bằng hydro giúp giao thông đường sắt sạch hơn và thân thiện môi trường.

Nhiều quốc gia trên thế giới đang trong quá trình giảm phát thải khí nhà kính và phát triển các giải pháp giao thông và công nghiệp thân thiện môi trường. Nhiên liệu hydro trở thành phương án vận tải đường sắt hiệu quả ở những khu vực mà phương thức lắp đặt đường điện trên cao hoặc đường ray thứ ba dẫn điện để điện khí hóa giao thông đường sắt không khả thi hoặc không hiệu quả về kinh tế.

Để thúc đẩy phương án sử dụng rộng rãi những đoàn tàu hydro, cần phải phát triển cơ sở hạ tầng sản xuất, lưu trữ và vận chuyển hydro. Ả rập Xê út thực hiện kế hoạch thử nghiệm chuyến tàu hydro đầu tiên ở Trung Đông vào tuần tới là bước tiến lớn hướng tới một nền kinh tế hydro ở quốc gia này.

Tàu chạy hoàn toàn bằng nhiên liệu hydro

"Coradia iLint" là đoàn tàu hỏa chở khách đầu tiên trên thế giới chạy hoàn toàn bằng nhiên liệu hydro. Doanh nghiệp vận tải đường sắt đa quốc gia của Pháp Alstom đã xây dựng và khai thác sử dụng thương mại tàu hydro và đoàn tầu vẫn hoạt động ổn định.

Đoàn tàu hydro được ra mắt vào năm 2016 như một cột mốc, minh chứng cho sự tiến bộ của công nghệ pin nhiên liệu hydro trên tàu hỏa. Đoàn tàu hiện nay có phạm vi hoạt động khoảng 600 dặm (khoảng 1.000 km) với một bình nhiên liệu hydro lỏng, tùy thuộc vào kiểu dáng và điều kiện vận hành cụ thể. Đoàn tàu hydro thiết kế cho cả dịch vụ vận tải đường sắt khu vực và vận chuyển hành khách, có công năng tương tự như tàu diesel thông thường.

Tháng 9/2018, tàu Coradia iLint lần đầu tiên được đưa vào sử dụng thương mại tại Lower Saxony, Đức.