• Zmodernizowany system napędowy utrzymuje układ wtrysku oleju napędowego;
• Emisja dwutlenku węgla tak zmodyfikowanego silnika spada o około 85%;
• System nie wymusza zastosowania wodoru o szczególnie wysokiej czystości;
• Naukowcy z Sydney obecnie pracują nad dostosowaniem systemu także do silników przemysłowych i generatorów, z których korzystają firmy przemysłowe mające już dostęp do paliwa wodorowego.

Emisja CO₂ dzięki wodorowi znacząco spadnie

Inżynierowie z UNSW w Sydney z powodzeniem przekształcili silnik wysokoprężny w silnik hybrydowy na paliwo wodorowe-diesel, zmniejszając przy tym emisję CO₂ o ponad 85%. Zespół ze Szkoły Inżynierii Mechanicznej i Produkcyjnej spędził blisko 18 miesięcy na opracowywaniu dwupaliwowego systemu bezpośredniego wtrysku wodoru i oleju napędowego. Oznacza to, że istniejące silniki wysokoprężne mogą pracować, wykorzystując aż 90% wodoru jako paliwo.

Zielony wodór, który jest produkowany przy użyciu czystych, odnawialnych źródeł energii, takich jak wiatr i słońce, jest znacznie bardziej przyjazny dla środowiska niż olej napędowy. W pracy opublikowanej w International Journal of Hydrogen Energy zespół prof. Shawna Kooka wykazuje, że zastosowanie ich opatentowanego systemu wtrysku wodoru zmniejsza emisję CO₂ do zaledwie 90 g/kWh, czyli o 85,9% poniżej ilości wytwarzanej przez silnik zasilany olejem napędowym.

– Ta nowa technologia znacznie zmniejsza emisję CO₂ z istniejących silników Diesla, tak więc może odegrać dużą rolę w uczynieniu naszego śladu węglowego znacznie mniejszym, szczególnie w Australii z całym naszym górnictwem, rolnictwem i innymi ciężkimi gałęziami przemysłu, gdzie silniki Diesla są szeroko stosowane – mówi prof. Shawn Kook. – Pokazaliśmy, że możemy wziąć istniejące już silniki Diesla i przekształcić je w czystsze silniki, które spalają paliwo wodorowe [...]. Możliwość modernizacji już istniejących silników Diesla jest znacznie szybsza niż czekanie na rozwój zupełnie nowych systemów ogniw paliwowych, które mogą nie być dostępne komercyjnie na większą skalę przez co najmniej dekadę.

prof. Shawn Kook

Bezpośredni wtrysk wodoru pod wysokim ciśnieniem

Rozwiązanie problemu proponowane przez zespół UNSW zachowuje oryginalny wtrysk oleju napędowego do silnika, ale dodaje przy tym wtrysk paliwa wodorowego bezpośrednio do cylindra. Badania przeprowadzone wspólnie z dr. Shaunem Chanem i prof. Evattem Hawkesem wykazały, że specjalnie rozłożony w czasie bezpośredni wtrysk wodoru kontroluje stan mieszanki wewnątrz cylindra silnika, co rozwiązuje problem szkodliwych emisji tlenków azotu, które były główną przeszkodą w komercjalizacji silników wodorowych.

– Jeśli zwyczajnie umieścisz wodór w silniku i pozwolisz, aby wszystko się zmieszało, otrzymasz wiele emisji tlenków azotu (NO_X), co jest istotną przyczyną zanieczyszczenia powietrza i kwaśnych deszczy – mówi prof. Kook. – Ale pokazaliśmy w naszym systemie, że jeśli podzieli się go na warstwy, to znaczy w niektórych obszarach umieści się więcej wodoru, a w innych mniej), to można wtedy zmniejszyć emisję tlenków azotu poniżej tej z normalnego silnika wysokoprężnego.

Naukowcy z UNSW czekają na kontakt inwestorów

Co istotne, nowy system dwupaliwowy nie wymaga wodoru o bardzo wysokiej czystości, który musi być stosowany w alternatywnych systemach wodorowych ogniw paliwowych i jest droższy w produkcji. Ponadto w porównaniu z istniejącymi już silnikami Diesla, w hybrydzie wodorowo-spalinowej wykazano wzrost wydajności o ponad 26%. Tę zwiększoną wydajność osiągnięto dzięki niezależnej kontroli czasu wtrysku bezpośredniego wodoru, jak również czasu wtrysku oleju napędowego, co umożliwia pełną kontrolę trybów spalania.

Zespół badawczy ma nadzieję, że będzie w stanie skomercjalizować nowy system w ciągu najbliższych 12–24 miesięcy i chętnie skonsultuje się z potencjalnymi inwestorami. Naukowcy twierdzą, że nowa technologia znajdzie zastosowanie przede wszystkim w tych gałęziach przemysłu, w których istnieją stałe linie zaopatrzenia w paliwo wodorowe.

– W zakładach górniczych, w których wodór jest doprowadzony rurociągiem, możemy przekształcić wykorzystywane do generowania energii silniki wysokoprężne. Jeśli chodzi o przechowywane i przemieszczane paliwa wodorowego, na przykład w silniku ciężarówki pracującym wyłącznie na oleju napędowym, musielibyśmy wtedy wdrożyć także system przechowywania wodoru, który byłby zintegrowany z naszym systemem wtryskowym. Uważam, że ogólna technologia w odniesieniu do mobilnego przechowywania wodoru musi być dalej rozwijana, ponieważ w tej chwili jest to dość duże wyzwanie – powiedział prof. Shawn Kook.

Źródło: www.unsw.edu.au (University of New South West)