Harry Cohen Tanugi

Des scientifiques modifient des moteurs diesel pour utiliser l'hydrogène comme carburant

Au lieu de mettre de l'hydrogène dans le moteur et de le laisser se mélanger, les chercheurs ont constaté que son ajout stratifié réduit considérablement les émissions de NOx de l'hydrogène. Cela signifie que la présence d'hydrogène est plus importante dans certaines parties du moteur et moins importante dans d'autres. Dans l'ensemble, les émissions d'oxydes d'azote, responsables des pluies acides et de la pollution atmosphérique, ont été réduites dans le moteur bicarburant.

Plus important encore, contrairement à systèmes de piles à hydrogènele système à double combustible mis au point par les chercheurs de l'UNSW ne nécessite pas d'hydrogène de haute pureté pour être utilisé comme combustible. La production d'hydrogène de haute pureté étant coûteuse, le nouveau système pourrait être déployé à moindre coût pour les utilisateurs finaux.

Un autre avantage est l'augmentation de l'efficacité énergétique par rapport aux moteurs diesel existants, qui, selon les chercheurs, a été améliorée de 26 %. Ce résultat a été obtenu en contrôlant indépendamment le moment de l'injection des deux carburants.

L'équipe de recherche est convaincue de pouvoir commercialiser la technologie dans les deux prochaines années et prévoit de la déployer d'abord dans des sites industriels tels que les sites miniers où des conduites d'hydrogène existent déjà. Ensuite, l'équipe cherchera à rendre sa technologie plus mobile, où un système de stockage de l'hydrogène sera également nécessaire.

Les résultats de la recherche ont été publiés dans la revue International Journal of Hydrogen Energy.

Résumé

Une fraction énergétique de l'hydrogène allant jusqu'à 90 % a été obtenue dans un moteur diesel léger monocylindre à allumage par compression à injection directe de deux carburants (H2DDI). Un moteur diesel monocylindre en ligne de taille automobile a été modifié pour installer un injecteur direct d'hydrogène supplémentaire. Le moteur a été utilisé à un régime constant de 2000 tours par minute et à un phasage de combustion fixe de -10 degrés d'angle de vilebrequin avant le point mort haut (°CA bTDC) tout en évaluant la puissance, le rendement, la combustion et les émissions du moteur. Une étude paramétrique a été menée à une charge intermédiaire avec une fraction énergétique de l'hydrogène de 20 à 90% et un calage de l'injection de 180-0 °CA bTDC. Une pression effective moyenne indiquée (IMEP) élevée allant jusqu'à 943 kPa et un rendement indiqué de 57,2 % ont été obtenus à 90 % de fraction énergétique d'hydrogène, au détriment des émissions de NOx. Le moment d'injection de l'hydrogène contrôle directement l'état du mélange et le mode de combustion. Les moments d'injection d'hydrogène précoces ont donné lieu à un comportement de combustion prémélangée, tandis que les moments d'injection tardifs ont produit une combustion à mélange contrôlé, avec un point intermédiaire atteint à un moment d'injection d'hydrogène de 40 °CA bTDC. À 90 % de la fraction énergétique de l'hydrogène, le moment d'injection le plus précoce conduit à un meilleur IMEP/rendement, mais l'augmentation des NOx est inévitable en raison de la combustion prémélangée renforcée. Pour maintenir l'augmentation des NOx à un niveau minimal et obtenir la même phase de combustion que celle d'un moteur diesel de base, le moment d'injection de l'hydrogène à 40 °CA bTDC présente les meilleures performances, avec une réduction de 85,9 % du CO2 et une augmentation de 13,3 % de l'IMEP/rendement.

[SOURCE]

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