A partir del año 2035, en Europa, prohibirán vender motores de combustión. Está noticia, ha impulsado a la industria europea a tener una competencia global para crear alternativas de propulsión sostenibles. Quienes encabezan esas alternativas son los motores eléctricos, alimentados por baterías o por sistemas de pila de combustible de hidrógeno.
El motor híbrido reduce las emisiones de CO2 en más del 85%
En el Laboratorio de Investigación de Motores de la Universidad de Nueva Gales del Sur (UNSW) en Australia, un grupo de científicos, liderados por el profesor Shawn Kook (Escuela de Ingeniería Mecánica y de Fabricación), acompañado por el profesor Evatt Hawkes, desarrollaron una nueva tecnología que convierte motores diésel en sistemas híbridos de hidrógeno y diésel, que reducen las emisiones de CO2 en más del 85%.
Este avance llevó 18 meses de investigación y desarrollo y fue publicado en International Journal of Hydrogen Energy. Este sistema doble permite que los motores diésel existentes funcionen con hasta un 90% de hidrógeno, por lo tanto podrían adaptarse rápidamente en camiones, maquinaria agrícola y equipos utilizados en minería.
Además, de reducir considerablemente las emisiones de carbono, este avance también aprovecha el hidrógeno que producen las energías renovables como la eólica y la solar, denominado “hidrógeno verde”, esto lo convierte en una solución más sostenible y cuidadosa con el medio ambiente.
De acuerdo al estudio, el sistema patentado reduce las emisiones de CO2 a 90 g/kWh, lo que, comparado con un motor diésel convencional, representa una reducción del 85,9% , e incluso incrementa la eficiencia en más del 26%.
En el sistema híbrido se mantiene la inyección de diésel original y se agrega una inyección directa de hidrógeno al cilindro, es decir inyectan el hidrógeno directamente en la cámara de combustión, lo que les permite que en la mezcla se pueda trabajar con hasta un 90% de hidrógeno.
La mezcla de combustibles es controlada de manera precisa, gracias a esta composición, y a la vez, enfrenta uno de los principales desafíos de los motores de hidrógeno: las emisiones de óxidos de nitrógeno (NOx).
El profesor Kook, explicó que: “Simplemente mezclar hidrógeno con el aire de admisión puede aumentar las emisiones de NOx. Sin embargo, nuestro sistema estratifica el hidrógeno dentro del cilindro, lo que permite reducir estas emisiones incluso por debajo de las de un motor diésel puro”.
Alrededor del 30% de las emisiones de gases de efecto invernadero en las minas provienen de motores diésel
Una de las principales ventajas que tiene el sistema es que no necesita hidrógeno de alta pureza, lo cual reduce los costos asociados. El control independiente de la inyección de diésel e hidrógeno permite optimizar el proceso de combustión en diferentes condiciones operativas.
Además, se podrían adaptar los motores diésel convencionales al sistema híbrido de manera rápida y eficiente. De acuerdo a lo informado por el profesor Kook, alrededor del 30% de las emisiones de gases de efecto invernadero en las minas provienen de motores diésel, por lo que esta solución podría tener un impacto significativo.
Sin embargo, en el caso de los camiones, que requieren transporte y almacenamiento de hidrógeno, todavía se necesitan avances en tecnologías de almacenamiento que sean más seguras y eficientes.
La adaptación de motores diésel a sistemas híbridos de hidrógeno brinda una solución rápida y pragmática para reducir emisiones mientras se desarrollan nuevas tecnologías de propulsión.
No obstante, hay que aclarar que el mayor problema a los que se enfrentan los motores de hidrógeno de combustión es que su ineficiencia es altísima. Para buscar una solución a este conflicto, se están desarrollando sistemas de todo tipo, como humedecer la cámara de combustión hasta criogenizar el hidrógeno e inyectar en forma líquida. Está puede ser una alternativa barata y rápida para implementarla en el transporte pesado, como los camiones, que son la causa de contaminación en el transporte terrestre, mientras se buscan soluciones alternativas más limpias.
