Author: Rinnovabili.it
Motore a idrogeno, i nuovi progressi
(Rinnovabili.it) – Quando si parla di auto a idrogeno, il più delle volte il pensiero corre ai veicoli elettrici dotati di celle a combustibile. In questi dispositivi il vettore si combina con l’ossigeno per produrre acqua ed elettricità che a sua volta alimenta il motore elettrico vero e proprio. Ma non si tratta dell’unica opzione tecnologica per sfruttare l’H2 nei trasporti. Anche i motori endotermici, con le giuste precauzioni possono adattarsi a questo combustibile.
Lo ha dimostrato prima di tutti la BMW Hydrogen 7, automobile in tiratura limitata portata in produzione dal 2006 al 2008. Della Hydrogen 7 esisterebbero solo 100 esemplari che, a causa degli elevati consumi, hanno rappresentato più una trovata di marketing che un prodotto commerciale. Ma il motore V12 da 6 litri dell’auto, alimentabile sia a benzina verde che a idrogeno, ha tracciato una prima linea a cui sono seguite diverse sperimentazioni in giro per il mondo.
L’interesse per lo sviluppo di motori a combustione interna a idrogeno è cresciuto negli ultimi anni soprattutto per i veicoli commerciali pesanti, ma qualcosa si sta muovendo anche nel campo dei veicoli leggeri. Appartiene a quest’ultimo filone il progetto curato dal Dipartimento di ricerca sulla mobilità elettrica del Korea Institute of Machinery and Materials e dallo Zero-Carbon Engine Research Lab della Hyundai-Kia Motor Company. Gli esperti di entrambe le realtà hanno collaborato per realizzare il primo motore a idrogeno a iniezione diretta da 2 litri con buone prestazioni di coppia e in grado di funzionare al 100% solo con H2. Ma per capire la portata del progetto è utile fare qualche passo indietro.
40% di efficienza termica
Nei motori a combustione interna convenzionali ma modificati per l’impiego dell’H2, si va inevitabilmente incontro ad una minore efficienza del carburante e a prestazioni inferiori. L’idrogeno, infatti, brucia velocemente e può causare un ritorno di fiamma nel collettore e problemi di pre-accensione.
Al contrario la tecnologia a iniezione diretta permette di inviare il carburante a idrogeno direttamente nella camera di combustione evitando il ritorno di fiamma. Il gruppo di ricercatori ha impiegato un sistema di iniezione ad alte pressioni (5 MPa e 7 MPa), studiando gli effetti dei tempi di iniezione del carburante. Secondo quanto riportato in un articolo del National Research Council of Science & Technology, l’elevato rapporto di compressione, la stratificazione del carburante e la combustione ultra-magra contribuiscono a massimizzare l’efficienza termica e a migliorare le prestazioni di potenza, riducendo allo stesso tempo la quantità di emissioni nocive. Nel dettaglio il nuovo motore a idrogeno a iniezione diretta emette meno di 15 ppm di ossidi di azoto anche senza un sistema di post-trattamento dei gas di scarico. E raggiunge un’efficienza termica del 40%.
“La nuova tecnologia dei motori a idrogeno […] rappresenta una soluzione istantanea ed economica che può aiutare a sostituire i combustibili fossili”, spiega Young Choi, il principale autore della ricerca. “Attraverso la collaborazione con HMC, verificheremo la durabilità del motore ed estenderemo l’applicazione di questa tecnologia non solo ai veicoli passeggeri ma anche ai veicoli commerciali e alle unità di generazione di energia elettrica”.
La ricerca è stata pubblicata su International Journal of Hydrogen Energy (testo in inglese).