UAM, cốt lõi của giao thông đô thị trong tương lai

Urban Air Mobility (UAM) là hệ thống giao thông thế hệ mới cho phép di chuyển bằng đường hàng không cự ly ngắn trong thành phố. Dựa trên những ưu điểm thân thiện với môi trường, ít tiếng ồn và nhanh chóng, các công ty và chính phủ toàn cầu đang tích cực thúc đẩy phát triển và thương mại hóa công nghệ.

Theo báo cáo của Morgan Stanley, thị trường UAM dự kiến ​​sẽ tăng trưởng lên 1 nghìn tỷ đô la vào năm 2040 và nhiều báo cáo khác trong ngành cũng đang chú ý đến tiềm năng của thị trường UAM với dự báo tương tự. 

Giải pháp năng lượng thế hệ tiếp theo cho UAM: Pin nhiên liệu hydro (PEMFC)

Cho đến nay, nguồn năng lượng chính cho UAM là pin lithium-ion, nhưng những hạn chế về trọng lượng, thời gian sạc và phạm vi hoạt động đã làm tăng nhu cầu về các giải pháp năng lượng mới. Pin nhiên liệu hydro (PEMFC) đang thu hút sự chú ý như một giải pháp năng lượng thế hệ tiếp theo có thể khắc phục những hạn chế này vì những lý do sau.

• Mật độ năng lượng cao và bay tầm xa Pin nhiên liệu hydro có tỷ lệ năng lượng trên trọng lượng cao hơn 10 lần so với pin lithium-ion, cho phép bay tầm xa và thời gian hoạt động dài hơn.
  

• Nạp nhiên liệu nhanh, hiệu suất hoạt động cao Pin nhiên liệu hydro có thể được sạc lại nhanh chóng trong vòng 5 đến 10 phút, khiến chúng trở nên lý tưởng cho các UAM cần hoạt động thường xuyên trong thành phố. Không giống như các UAM chạy bằng pin chỉ có thể hoạt động 1 đến 2 lần sau một lần sạc, pin nhiên liệu hydro có thể hoạt động liên tục trong hơn 5 lần.
  

• Pin nhiên liệu hydro nhẹ và thân thiện với môi trường có cấu trúc đơn giản và nhẹ hơn pin, giúp giảm trọng lượng của máy bay. Chúng cũng góp phần cải thiện môi trường đô thị bằng cách chỉ thải ra nước tinh khiết thay vì khí nhà kính và bụi mịn trong quá trình vận hành.
  

• Giảm tiếng ồn và độ bền Pin nhiên liệu hoạt động với độ rung và tiếng ồn tối thiểu, giảm thiểu ô nhiễm tiếng ồn từ giao thông hàng không ở khu vực đô thị.

Trên thực tế, 'J' Company, công ty dẫn đầu thị trường UAM tại Hoa Kỳ, đã thành công trong việc ứng dụng năng lượng hydro vào máy bay VTOL (máy bay cất và hạ cánh thẳng đứng) do công ty tự phát triển và tăng phạm vi bay lên khoảng bốn lần từ 200 km lên 800 km.

Đặc điểm và thách thức kỹ thuật của PEMFC

PEMFC là giải pháp năng lượng lý tưởng cho UAM vì nó cung cấp mật độ công suất cao so với các loại pin nhiên liệu hydro khác, cùng với nhiệt độ hoạt động thấp 50~100℃, trong khi có trọng lượng và thể tích nhỏ, khiến nó có thể sử dụng như một nguồn nhiên liệu có thể vận chuyển, di động và lưu động. Tuy nhiên, vẫn tồn tại những thách thức kỹ thuật sau:

• Cấu trúc chi phí cao do cơ sở xúc tác bạch kim
  

• Nhạy cảm với độ ẩm và độ tinh khiết của nhiên liệu
  

• Hạn chế sử dụng nhiệt thải, v.v.

Để giải quyết những vấn đề này, độ bền, hiệu quả và tính kinh tế của các ngăn xếp và linh kiện phải được đảm bảo cùng lúc, do đó, công nghệ chuỗi giá trị linh kiện cốt lõi là lợi thế cạnh tranh quan trọng.

Năng lực cạnh tranh công nghệ cốt lõi của Vinatech PEMFC

Với 24 năm kinh nghiệm nghiên cứu và phát triển trong lĩnh vực pin nhiên liệu, Vinatech đã xây dựng được hệ thống sản xuất tích hợp theo chiều dọc, là hệ thống sản xuất duy nhất tại Hàn Quốc có thể tự phát triển và sản xuất thiết bị hỗ trợ-xúc tác-MEA-tách. Trên cơ sở đó, công nghệ PEMFC của Vinatech có những lợi thế cạnh tranh sau:

[Năng lực cốt lõi của Vinatech PEMFC]

• Độ bền cao dựa trên công nghệ kiểm soát carbon
  

• Công nghệ sản xuất chất xúc tác siêu bền đảm bảo tuổi thọ dài hơn 2,5 lần so với các công ty khác
  

• Đảm bảo khả năng cạnh tranh về chi phí với công nghệ giúp giảm 75% lượng sử dụng bạch kim
  

• Quy trình cải tiến chi phí MEA (Phủ trực tiếp) và độ bền cao
  

• Công nghệ tách bền bán vĩnh cửu
  

Vinatech có lợi thế về công nghệ dựa trên nhiều bằng sáng chế và đã chứng minh được năng lực công nghệ của mình trên toàn thế giới bằng cách cung cấp sản phẩm cho nhiều dự án toàn cầu, bao gồm xe thương mại, hàng không và hệ thống tòa nhà.

Giải pháp năng lượng của Vinatech cho giao thông đô thị bền vững trong tương lai 

PEMFC là hệ thống năng lượng thế hệ mới có thể thực hiện vận hành đường dài, luân chuyển vận hành nhanh và thân thiện với môi trường của phương tiện di chuyển trong tương lai. Đặc biệt, giá trị của PEMFC sẽ được tối đa hóa trong các mô hình dịch vụ đòi hỏi các tuyến đường trung bình và đường dài, vận chuyển hàng nặng và hoạt động liên tục 24 giờ.

Tuy nhiên, PEMFC không thể sử dụng riêng lẻ mà cần phải có thiết bị lưu trữ thứ cấp dựa trên pin, và ở những khu vực mà tính di động đòi hỏi công suất cao tức thời, có thể có những hạn chế về khả năng cung cấp sản lượng cao ngay lập tức và ổn định, do đó tốc độ phản ứng đầu ra và độ bền của pin nhiên liệu cũng cần được bổ sung. Theo đó, Vinatech đề xuất giải pháp năng lượng lai kết hợp pin nhiên liệu hydro (PEMFC) và siêu tụ điện.

Siêu tụ điện có thể cung cấp nhanh chóng lượng điện lớn ngay lập tức và phản ứng nhanh với những thay đổi tải đột ngột, do đó bổ sung cho những hạn chế của pin nhiên liệu. Hệ thống lai này có thể tối đa hóa hiệu quả hoạt động và tính an toàn của tính di động bằng cách sử dụng pin nhiên liệu để cung cấp điện ổn định trong thời gian bình thường và siêu tụ điện để cung cấp năng lượng ngay lập tức khi cần công suất cao.

Trong những thay đổi này, Vinatech hướng đến mục tiêu trở thành đối tác chủ chốt dẫn đầu quá trình chuyển đổi hệ thống năng lượng thông qua đổi mới công nghệ. Không chỉ cung cấp các nguồn năng lượng đơn thuần, chúng tôi sẽ cung cấp các giải pháp dựa trên công nghệ để hiện thực hóa cơ sở hạ tầng giao thông đô thị bền vững trong tương lai với các giải pháp năng lượng lai kết hợp pin nhiên liệu hydro và siêu tụ điện.