Инженеры Университета Нового Южного Уэльса в Сиднее успешно преобразовали дизельный двигатель в водородно-дизельный гибридный двигатель, сократив при этом выбросы CO 2 более чем на 85%.
Команда под руководством профессора Шона Кука из Школы машиностроения потратила около 18 месяцев на разработку водородно-дизельной системы с двойным впрыском топлива, что означает, что существующие дизельные двигатели могут работать, используя 90% водорода в качестве топлива.
Исследователи говорят, что любой дизельный двигатель, используемый в грузовиках и энергетическом оборудовании в транспортной, сельскохозяйственной и горнодобывающей отраслях может быть модернизирован для новой гибридной системы.
Зеленый водород, который производится с использованием чистых возобновляемых источников энергии, таких как ветер и солнце, гораздо безопаснее для окружающей среды, чем дизель. Группа профессора Кука показала, что использование их запатентованной системы впрыска водорода снижает выбросы CO 2 всего до 90 г/кВтч, что на 85,9% ниже количества, производимого дизельным двигателем.
«Возможность модернизировать дизельные двигатели, которые уже существуют, намного быстрее, чем ждать разработки совершенно новых систем топливных элементов, которые могут быть недоступны в больших масштабах в течение как минимум десятилетия», - сказали ученые.
Команда UNSW решила проблему, сохранив исходный впрыск дизельного топлива в двигатель, но добавив впрыск водородного топлива непосредственно в цилиндр. Исследование, проведенное доктором Шоном Ченом и профессором Эватт Хоукс, показало, что непосредственный впрыск водорода с заданным временем впрыска контролирует состояние смеси внутри цилиндра двигателя, что устраняет вредные выбросы оксидов азота, которые были основным препятствием для коммерциализации водородных двигателей.
«Если вы просто заполните двигатель водородом и позволите всему этому смешаться, вы получите много выбросов оксидов азота (NO x ), которые являются серьезной причиной загрязнения воздуха и кислотных дождей», - говорит профессор Кук. «Но мы показали в нашей системе, что если вы сделаете ее расслоенной, то есть в одних областях будет больше водорода, а в других меньше, тогда мы сможем уменьшить выбросы NO x ниже уровня чисто дизельного двигателя».
Важно отметить, что новая двухтопливная система с прямым впрыском водорода и дизельного топлива не требует водорода чрезвычайно высокой чистоты, который должен использоваться в альтернативных системах водородных топливных элементов и является более дорогим в производстве.
А по сравнению с существующими дизельными двигателями, дизель-водородный гибрид продемонстрировал повышение эффективности более чем на 26%. Эта повышенная эффективность достигается за счет независимого управления моментом прямого впрыска водорода, а также моментом впрыска дизельного топлива, что позволяет полностью контролировать режимы сгорания водорода с предварительным смешиванием.
Исследовательская группа надеется, что сможет коммерциализировать новую систему в течение следующих 12–24 месяцев.
