Questa ibridazione li converte “quasi” in motori a idrogeno

La messa al bando dei motori a combustione in Europa dal 2035 ha lanciato una vera e propria competizione alla ricerca sistemi di propulsione alternativi. Motori elettrici alimentati principalmente da batterie o sistemi POS cella a combustibile idrogeno prendono l’iniziativa.

Inoltre, il Carburanti alternativi cercare di essere più economici, efficienti e, soprattutto, sostenibili per diventare un’altra opzione rispetto a quella prolungare la vita dei motori attuali. In questo modo, l’investimento fatto su di essi verrebbe utilizzato e si manterrebbe un’industria che sopravvive producendoli.

Motori diesel che non inquinano

Un team di ingegneri del Engine Research Laboratory dell’Università del Nuovo Galles del Sud in Australia (UNSW) è riuscito a convertire un motore diesel per funzionare come un motore ibrido idrogeno-dieselriducendo le emissioni di CO2₂ in più di 85% durante il processo.

La squadra, guidata dal professore Shawn Kook della Scuola di Ingegneria Meccanica e Manifatturiera, in collaborazione con il prof Evatt Hawkesha trascorso 18 mesi a sviluppare il sistema a doppia alimentazione a iniezione diretta di idrogeno e diesel per consentire a qualsiasi motore diesel esistente di funzionare a una velocità pari a 90% idrogeno.

I ricercatori affermano che qualsiasi motore diesel utilizzato nei camion e nelle apparecchiature elettriche nei settori dei trasporti, dell’agricoltura e dell’estrazione mineraria potrebbe essere adattato al nuovo sistema ibrido in appena un paio di mesi. Lui idrogeno verdeprodotto da fonti energetiche rinnovabili come l’eolico e il solare, è molto più rispettoso dell’ambiente rispetto al diesel.

Il processo è stato pubblicato in Giornale internazionale dell’energia dell’idrogenodove il team del professor Shawn Kook dimostra che l’utilizzo del loro sistema brevettato di iniezione di idrogeno riduce le emissioni di CO₂ A solo 90 g/kWhUN 85,9% inferiori a quelli generati da un motore diesel tradizionale.

“Modernizzare i motori diesel esistenti è molto più rapido che aspettare lo sviluppo di nuovi sistemi di celle a combustibile, che potrebbero non essere disponibili in commercio su larga scala per almeno un decennio. Con il problema delle emissioni di carbonio e del cambiamento climatico, abbiamo bisogno di soluzioni immediate per affrontare il problema dei numerosi motori diesel oggi in uso”, scrive Kook.

Iniezione diretta di idrogeno

La soluzione descritta dal team UNSW preserva il iniezione originale del motore diesel, ma incorpora un’iniezione di idrogeno direttamente nel cilindro. L’iniezione diretta di idrogeno controlla la miscela all’interno del cilindro del motore, risolvendo così le emissioni nocive di ossidi di azoto (NOx), che rappresentano uno dei principali ostacoli alla commercializzazione dei motori a idrogeno.

“Se aggiungi semplicemente idrogeno al motore e lo lasci mescolare uniformemente, produrrai molte emissioni di NOx, una delle principali cause di inquinamento atmosferico e piogge acide”, afferma il professor Kook. “Tuttavia, nel nostro sistema abbiamo dimostrato che se stratificamo l’idrogeno (cioè in alcune aree c’è più idrogeno e in altre meno), possiamo ridurre le emissioni di NOx al di sotto di quelle di un motore puramente diesel.”

Il sistema a doppia alimentazione non necessita di idrogeno ad elevata purezza, molto costoso da produrre, richiesto da altri sistemi di celle a combustibile a idrogeno. L’ibrido diesel-idrogeno ha dimostrato un miglioramento dell’efficienza di oltre il 26% rispetto ai motori diesel convenzionali. Lui cocontrollo indipendente dalla fasatura dell’iniezione diretta di idrogeno e dieselpermette di regolare tutte le modalità di combustione, sia premiscelata che controllata tramite miscelazione di idrogeno.

Applicazioni pratiche

La nuova tecnologia ha un potenziale immediato per l’uso in applicazioni industriali che dispongono già di linee permanenti di fornitura di idrogeno, come miniere, dove circa il 30% delle emissioni di gas serra proviene dall’uso di motori diesel nei veicoli minerari e nei generatori di energia. Il professor Kook sottolinea che nelle miniere, dove l’idrogeno è già disponibile, i motori diesel esistenti possono essere convertiti per essere utilizzati nella produzione di energia.

Tuttavia, nelle applicazioni in cui stoccaggio e trasporto dell’idrogenoCome per i camion diesel, sarebbe necessario sviluppare sistemi di stoccaggio dell’idrogeno per integrarli nel sistema di iniezione. Kook sottolinea l’importanza di questo ulteriore sviluppo della tecnologia di stoccaggio che attualmente rappresenta una sfida significativa.