Nhiên liệu thay thế đang ngày càng trở thành tâm điểm chú ý của ngành công nghiệp ô tô. Từ những mẫu xe hybrid đầu tiên, xu hướng chuyển sang xe hybrid sạc điện và gần đây là xe điện thuần ngày càng rõ rệt.
Bên cạnh đó, công nghệ ô tô chạy bằng pin nhiên liệu hydrogen cũng đã phát triển mạnh mẽ. Cơ chế vận hành của loại phương tiện này mang tính khoa học cao nhưng vẫn có thể diễn giải dễ hiểu.
Xe dùng pin nhiên liệu hydrogen hoạt động dựa trên quá trình điện phân ngược. Đây được xem như một lựa chọn thay thế đáng chú ý cho xe chạy xăng truyền thống vì gần như không phát thải CO₂, ngoại trừ một lượng nước thải ra ở ống xả.
Về nguyên lý hóa học, phân tử nước được cấu tạo từ hai nguyên tử hydro và một nguyên tử oxy. Khi dùng điện để tách các nguyên tử này, có thể tạo ra hydro phục vụ cho pin nhiên liệu.
Tuy nhiên, hầu hết xe chạy hydro hiện nay lại tạo năng lượng bằng cách đưa hydro vào bộ pin nhiên liệu, nơi nó kết hợp với oxy tạo ra điện để vận hành động cơ.
Dù cơ chế này khá hiệu quả, nhiều người vẫn đặt câu hỏi về những rủi ro xoay quanh việc lưu trữ một loại khí có khả năng cháy nổ cao như hydrogen.
Những ưu điểm của xe dùng pin nhiên liệu hydrogen cũng rất đáng chú ý. Mẫu xe loại này vận hành êm ái, mượt mà và có khả năng di chuyển quãng đường dài hơn nhiều so với xe điện chạy pin.
Thời gian nạp nhiên liệu chỉ mất khoảng năm phút, nhanh tương đương việc đổ xăng. Hiệu suất sử dụng nhiên liệu của chúng cũng cao gấp đôi động cơ xăng truyền thống.
Hydrogen và oxy đều là những nguồn tài nguyên dồi dào, vì vậy nhiên liệu phục vụ cho xe chạy hydro được đánh giá là bền vững và có khả năng tái tạo cao.
Tuy nhiên, những hạn chế của công nghệ này vẫn còn khá lớn. Dù việc nạp nhiên liệu diễn ra nhanh chóng, cơ sở hạ tầng cung cấp hydro lại rất thiếu thốn.
Ở nhiều nơi trên thế giới, số lượng trạm nạp hydro gần như không đáng kể, khiến việc sử dụng loại xe này bị giới hạn nghiêm trọng.
Chi phí vận hành và bảo dưỡng của pin nhiên liệu hiện vẫn chưa được nghiên cứu đầy đủ, đồng nghĩa với việc người dùng chưa thể dự đoán chính xác chi phí sửa chữa trong dài hạn.
Nếu bộ pin nhiên liệu gặp sự cố nghiêm trọng, chi phí thay thế sẽ rất cao, làm mất đi phần tiết kiệm nhiên liệu mà công nghệ hứa hẹn.
Một số lo ngại khác liên quan đến độ an toàn của hydrogen vẫn tồn tại do tính dễ cháy của loại khí này. Dù nước là nguồn năng lượng tái tạo, phần lớn hydrogen sử dụng ngày nay lại được sản xuất từ khí tự nhiên, vốn tạo ra lượng lớn khí thải CO₂ trong quá trình tách chiết.
Điều này khiến việc sử dụng hydrogen rơi vào thế tiến thoái lưỡng nan khi vừa mang danh năng lượng sạch nhưng quá trình sản xuất lại tạo ra ô nhiễm.
Nhiều hãng xe đang nghiên cứu phát triển hydrogen xanh để giải quyết vấn đề này và hướng tới mục tiêu trung hòa carbon trong tương lai.
