Funções do Hidrogênio H2

A mistura de diesel e hidrogênio proporciona reduções significativas de emissões – Ars Technica

A mistura de diesel e hidrogênio proporciona reduções significativas de emissões – Ars Technica.

Uma equipe de engenheiros da Universidade de New South Wales (UNSW), em Sydney, descobriu uma maneira de operar um motor a diesel com uma mistura de diesel e hidrogênio, reduzindo significativamente suas emissões.

Por que precisamos de um híbrido diesel-hidrogênio quando já existem tantos carros elétricos excelentes disponíveis? Veículos elétricos certamente são ótimos para residências, mas ainda não alcançam o desempenho de motores pesados ​​a diesel em alguns contextos, como mineração, transporte de longa distância, geração de energia e agricultura.

Atualmente, existem 26.000 trens a diesel nos Estados Unidos e potencialmente milhões de caminhões, geradores e outros equipamentos industriais que requerem diesel para oferecer desempenho ideal. Pode levar décadas para que a tecnologia de veículos elétricos substitua os motores a diesel nessas indústrias. Embora seja fácil para a pessoa média vender um carro velho e comprar um carro elétrico novo, essas mudanças têm um alto custo para as indústrias.

Portanto, provavelmente ficaremos presos aos motores a diesel por um tempo. Mas e se houvesse uma maneira de reduzir as emissões de CO2 de suas máquinas existentes em 85%?

Isso é o que a tecnologia híbrida de hidrogênio-diesel da UNSW promete. Os pesquisadores afirmam que seu motor diesel modificado pode funcionar com 90 por cento de hidrogênio com uma eficiência melhorada de mais de 26 por cento.

Sean CookUm dos autores do estudo e professor da Universidade de New South Wales disse:

Mostramos que podemos pegar os motores a diesel existentes e transformá-los em motores mais limpos que queimam combustível de hidrogênio.

Ele acrescentou: “Esta nova tecnologia reduz significativamente as emissões de dióxido de carbono dos motores a diesel existentes, portanto, pode desempenhar um papel enorme na redução de nossa pegada de carbono, especialmente na Austrália, com todas as áreas de mineração, agricultura e outras indústrias pesadas nas quais o diesel é os motores são amplamente usados.

Sistema de combustível duplo

Um veículo a diesel tem uma unidade de injeção de diesel que injeta combustível na câmara de combustão. O pistão do motor comprime a mistura ar-combustível a uma alta pressão e temperatura, causando a ignição. Isso cria a pressão que aciona o motor.

Durante este processo, o motor a diesel produz dióxido de carbono e óxidos de nitrogênio (NOx), que são prejudiciais ao meio ambiente.

Os pesquisadores dizem que a mistura direta de hidrogênio com diesel na câmara de combustão aumentará a poluição de NOx. Para contornar esse problema, eles desenvolveram um sistema de combustível duplo diesel-hidrogênio que usava uma unidade de injeção de hidrogênio de alta pressão programada dentro de um motor a diesel que já estava equipado com uma unidade de injeção de diesel.

Segundo Cook e sua equipe, a concentração do gás – hidrogênio, neste caso – pode mudar em diferentes seções da câmara de combustão. Essas diferenças podem afetar as reações químicas e controlar a quantidade de NOx que um motor produz. Os pesquisadores usaram o tempo da injeção de hidrogênio para limitar a produção de óxidos de nitrogênio.

Usando hidrogênio como 90% do combustível, eles conseguiram limitar a exaustão de dióxido de carbono do motor a 90 gramas por quilowatt-hora. Isso é 86% menos dióxido de carbono do que um motor a diesel padrão pode emitir. Além disso, as emissões de NOx também foram significativamente reduzidas.

“Mostramos em nosso sistema que, se você estratificar – ou seja, em algumas áreas há mais hidrogênio e em outras há menos hidrogênio -, podemos reduzir as emissões de NOx para menos do que as de um motor a diesel puro”, Cook disse. .

Embora os pesquisadores tenham levado 18 meses para desenvolver seu primeiro motor híbrido, eles afirmam que agora podem converter qualquer projeto de motor a diesel em um sistema de combustível duplo em dois meses.

Projetos de motores híbridos facilitados

Os métodos convencionais de produção de hidrogênio envolvem a oxidação de hidrocarbonetos que levam a emissões de dióxido de carbono. No entanto, se o hidrogênio for produzido usando energia renovável, pode ser uma fonte de energia muito mais limpa do que a eletricidade da rede. Embora ainda existam emissões associadas ao uso de combustível diesel, isso é uma compensação contra os desafios da reciclagem de baterias de lítio.

A visão por trás desse sistema de motor de injeção direta de hidrogênio e diesel é fornecer às indústrias uma solução prática para o problema das emissões de carbono. As empresas de mineração que usam uma variedade de máquinas e equipamentos à base de diesel sozinhas produzem até 7% das emissões globais de gases de efeito estufa. Alimentar o crescimento desses setores com combustível de hidrogênio pode melhorar muito a saúde do nosso planeta.

Cook e seus colegas já patentearam um sistema de injeção direta de hidrogênio-diesel e combustível duplo e planejam lançá-lo no mercado dentro de um ou dois anos.

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A mistura de diesel e hidrogênio proporciona reduções significativas de emissões, 7 de dezembro de 2022

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