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Así es el nuevo sistema que adapta los motores diésel para que funcionen con hidrógeno

Así es el nuevo sistema que adapta los motores diésel para que funcionen con hidrógeno
El uso adecuado del hidrógeno combinado con diésel reduce considerablemente las emisiones contaminantes.
David Plaza
David Plaza7 min. lectura

Un grupo de miembros del Laboratorio de Investigación de Motores de la UNSW ha presentado un nuevo sistema de combustible dual de inyección directa de hidrógeno y diésel que reduce significativamente las emisiones de carbono.

Investigadores de la Universidad de Nueva Gales del Sur, Sidney, han ideado un modo de proporcionar una segunda vida a los motores diésel, que desde 2035 estarán prohibidos en los coches nuevos en Europa.

Se trata de un sistema de combustible dual de inyección directa de hidrógeno y diésel, que ha sido desarrollado por un equipo del Laboratorio de Investigación de Motores de la UNSW. «Los ingenieros han convertido con éxito un motor diésel para que funcione como un motor híbrido de hidrógeno y diésel, reduciendo las emisiones de dióxido de carbono (CO₂) en más del 85 % en el proceso», informa el comunicado.

«Hemos demostrado que podemos reducir las emisiones de NOx por debajo de las de un motor puramente diésel»

El equipo, dirigido por el profesor Shawn Kook de la Escuela de Ingeniería Mecánica y de Fabricación, se puso a trabajar hace 18 meses, logrando que los motores diésel existentes de todo tipo y uso puedan funcionar con un 90 % de hidrógeno como combustible con sólo un par de meses de trabajo.

Sistema de combustible dual de inyección directa de hidrógeno-diésel

Un artículo publicado en el International Journal of Hydrogen Energy muestra que el uso de su sistema de inyección de hidrógeno patentado reduce las emisiones de CO₂ a sólo 90 g/kWh, un 85,9 % por debajo de la cantidad producida por el motor diésel.

«Esta nueva tecnología reduce significativamente las emisiones de CO₂ de los motores diésel existentes, por lo que podría desempeñar un papel importante en la reducción de nuestra huella de carbono. Especialmente en Australia, con toda nuestra minería, agricultura y otras industrias pesadas donde los motores diésel se utilizan ampliamente». dice el profesor Shawn Kook, líder del proyecto.

El equipo de la UNSW trabaja en el motor diésel-hidrógeno de prueba.

«Hemos demostrado que podemos tomar esos motores diésel existentes y convertirlos en motores más limpios que queman combustible de hidrógeno. Poder adaptar motores diésel que ya existen es mucho más rápido que esperar el desarrollo de sistemas de celdas de combustible completamente nuevos que podrían no estar disponibles comercialmente a mayor escala durante al menos una década», ha ampliado.

«Con el problema de las emisiones de carbono y el cambio climático, necesitamos algunas soluciones más inmediatas para abordar el problema de tantos motores diésel actualmente en uso», reclama Kook.

El hidrógeno verde, que se produce utilizando fuentes de energía limpias y renovables como la eólica y la solar, es mucho más ecológico que el diésel.

Inyección directa de hidrógeno a alta presión

Para lograr el motor dual de diésel-hidrógeno, el equipo de la UNSW mantiene la inyección diésel original en el motor, pero agrega una inyección de combustible de hidrógeno directamente en el cilindro.

La investigación encontró que la inyección directa de hidrógeno sincronizada específicamente controla la condición de la mezcla dentro del cilindro del motor, lo que resuelve las emisiones dañinas de óxido de nitrógeno que han sido un obstáculo importante para la comercialización de motores de hidrógeno.

«Si sólo inyectas hidrógeno en el motor y dejas que todo se mezcle, obtendrás una gran cantidad de emisiones de óxido de nitrógeno (NOx), que es una causa importante de la contaminación del aire y la lluvia ácida», dice el profesor Kook.

«Pero hemos demostrado en nuestro sistema que si lo hace estratificado, es decir, en algunas áreas hay más hidrógeno y en otras hay menos, entonces podemos reducir las emisiones de NOx por debajo de las de un motor puramente diésel».

Es importante destacar que el nuevo sistema no requiere hidrógeno de pureza extremadamente alta, que debe usarse en sistemas alternativos de celdas de combustible de hidrógeno y es más costoso de producir.

Y, en comparación con los motores diésel existentes, se ha demostrado una mejora de la eficiencia de más del 26 % en el híbrido diésel-hidrógeno. Esa eficiencia mejorada se logra mediante el control independiente de la sincronización de la inyección directa de hidrógeno, así como la sincronización de la inyección diésel, lo que permite un control total de los modos de combustión: combustión de hidrógeno premezclado o controlado por mezcla.

El equipo de investigación espera poder comercializar el nuevo sistema en los próximos 12 a 24 meses y ya ha iniciado las gestiones para negociar con posibles inversores. Según ellos, el uso potencial más inmediato de la nueva tecnología se encuentra en lugares industriales donde ya existen líneas permanentes de suministro de combustible de hidrógeno.

Eso incluye sitios mineros, donde los estudios han demostrado que alrededor del 30 % de las emisiones de gases de efecto invernadero son causadas por el uso de motores diesel, principalmente en vehículos mineros y generadores de energía.

Fuente: UNSW Newsroom / Fotos: UNSW