Diesel zasilany wodorem. Taki napęd zrobili Polacy
Na Politechnice Krakowskiej powstał wysokoprężny silnik spalinowy zasilany wodorem. Polscy naukowcy przerobili na zasilanie wodorem pięciocylindrowy przemysłowy silnik Scanii. Kolejnym krokiem ma być przeróbka na wodór silnika samochodu.
Spis treści:
Nad wykorzystaniem wodoru jako paliwa do klasycznych, spalinowych, silników wykorzystywanych m.in. w motoryzacji naukowcy z Politechniki Krakowskiej pracują już od blisko 40 lat.
W 2020 roku, w Katedrze Pojazdów Samochodowych WM PK ruszyły prace nad skonstruowaniem wtryskowego układu zasilania wodorem tłokowych silników spalinowych oraz stworzeniem do nich systemów sterowania i bezpieczeństwa. Wszystkie działania odbywają się w ramach projektu naukowego "Adaptacja nowoczesnego silnika o zapłonie samoczynnym do zasilania wodorem", realizowanego przy współpracy z firmą HORUS-Energia.
Projekt przewidziany na lata 2020-2024, zakładał opracowanie kilku systemów:
- spalania wodoru,
- zapłonowego,
- zasilania z jakościowo-ilościową regulacją mocy.
Wysokoprężny silnik Scanii przerobiony na wodór
Naukowcy skupili się też na opracowaniu elektronicznego sterownika i koncepcji systemu bezpieczeństwa eksploatacji. Ostatecznie już w ubiegłym roku udało się przystosować do zasilania wodorem pięciocylindrowy przemysłowy silnik marki Scania.
Największą zaletą tego rozwiązania jest brak emisji toksycznych składników spalin oraz brak emisji dwutlenku węgla, który jest gazem cieplarnianym
Prof. Brzeżański nie ukrywa, że przerobienie na zasilanie wodorowe silnika przemysłowego to dopiero początek. Naukowiec zaznacza, że jeżeli produkcja wodoru z odnawialnych źródeł ruszy pełną parą, to właśnie w okresie przejściowym ewolucji motoryzacyjnej wodór można będzie stosować jako paliwo do tłokowych silników spalinowych.
Zastosowanie wodoru w silnikach pojazdów samochodowych stanowi następny krok w naszych pracach
Wbrew pozorom przystosowanie silnika tłokowego do zasilania wodorem nie jest wcale proste.
Wodór ma całkowicie inne właściwości niż stosowane dotąd paliwa ciekłe i gazowe. Mówimy o zagadnieniach związanych z charakterem wydzielania ciepła w procesie spalania. Trzeba wprowadzić do silnika takie zmiany, aby ciepło ze spalanego wodoru można było zamienić na pracę mechaniczną
Problem z niską kalorycznością wodoru
Złożoność zagadnienia możemy zobaczyć, gdy zestawimy gęstości energetyczne paliw, czyli ilość energii znajdującej się w określonej objętości. Parametr ten w przypadku oleju napędowego wynosi 11 kWh/l, a dla benzyny 10 kWh/l. Natomiast dla wodoru jest to zaledwie około 2-3 kWh/l, co stawia przed naukowcami ogromne wyzwania dotyczące m.in. magazynowania wodoru.
Mimo tego, wśród wielu ekspertów nie milkną głosy, że to właśnie wodór stanowi "brakujące" ogniwo na drodze do powszechnej elektryfikacji pojazdów i może stanowić ważny element zwłaszcza w przypadku pojazdów ciężarowych.
Jak działa "zwykły" napęd wodorowy?
Na drogach już dziś można spotkać autobusy, samochody ciężarowe i osobowe zasilane wodorem. W tych pojazdach nie znajdziemy jednak silników spalinowych. Wyposażone są one ogniwa paliwowa, w których zachodzi reakcja chemiczna, w wyniku które wodór łączy się z tlenem. W efekcie powstaje prąd i jako efekt uboczny - woda (para wodna). Wyprodukowany w ten sposób prąd zasila silniki elektryczne, które napędzają samochód.
