Hydro (H₂) nổi bật ở mật độ năng lượng theo khối lượng (gravimetric energy density), nhưng lại yếu ở mật độ năng lượng theo thể tích (volumetric energy density).
🔥 So sánh mật độ năng lượng
1. Hydrogen (H₂)
-
Theo khối lượng (mass):
-
1 kg H₂ ≈ 120–142 MJ/kg (tùy tính theo LHV hay HHV).
-
Gấp khoảng 3 lần xăng/dầu (~42–46 MJ/kg).
-
Gấp khoảng 100 lần pin Li-ion (0.9–2.5 MJ/kg).
-
-
Theo thể tích (volume):
-
Khí H₂ ở điều kiện thường: chỉ 0.0108 MJ/L → cực kỳ loãng.
-
Nén 700 bar: ~5–6 MJ/L.
-
Hóa lỏng (–253°C): ~8–10 MJ/L.
-
→ Vẫn thấp hơn nhiều so với xăng/dầu (~32–35 MJ/L).
-
2. Xăng/Dầu (Gasoline/Diesel)
-
Khối lượng: ~42–46 MJ/kg.
-
Thể tích: ~32–35 MJ/L.
-
Ưu thế: mật độ năng lượng theo thể tích rất cao, dễ vận chuyển, lưu trữ.
3. Pin Lithium-ion (Li-ion)
-
Khối lượng: ~0.9–2.5 MJ/kg (250–700 Wh/kg).
-
Thể tích: ~2–3 MJ/L.
-
Ưu thế: hiệu suất vòng đời cao (90–95%), sạc–xả nhanh, an toàn hơn H₂.
📌 Tóm tắt
-
Theo khối lượng (mass):
H₂ > 3× dầu mỏ > ~100× pin Li-ion. -
Theo thể tích (volume):
Dầu mỏ (~35 MJ/L) >> Pin Li-ion (~2–3 MJ/L) > H₂ nén/liquefied (~5–10 MJ/L) >> H₂ khí thường (rất loãng).
🎯 Ý nghĩa
-
Hydro cực kỳ nhẹ và giàu năng lượng tính theo khối lượng, nên rất hấp dẫn cho hàng không, tàu vũ trụ.
-
Nhưng do thể tích quá lớn, cần công nghệ nén hoặc hóa lỏng → chi phí và thách thức an toàn cao.
-
Pin thì ngược lại: nặng, dung lượng thấp theo khối lượng, nhưng tiện lợi, hiệu suất cao, hạ tầng sẵn có.
👉 Có thể hiểu nôm na:
-
H₂ = nhẹ như bóng bay nhưng chứa “nhiều năng lượng” trong 1 kg.
-
Dầu mỏ = đặc, nhiều năng lượng trong 1 lít.
-
Pin = nặng, ít năng lượng trong 1 kg, nhưng sạc/xả hiệu quả.
