Dieser Diesel-Hybridmotor verzichtet zur Reduzierung der Emissionen auf Elektrizität und ersetzt ihn durch Wasserstoff

Das Verbot von Verbrennungsmotoren in Europa bis 2035 hat zu einem intensiven Wettbewerb geführt alternative Antriebssysteme. An der Spitze dieses Rennens stehen Elektromotoren, die hauptsächlich mit Batterien oder Wasserstoff-Brennstoffzellensystemen betrieben werden.

Darüber hinaus suchen sie Alternative Kraftstoffe die sparsamer, effizienter und vor allem nachhaltiger sind und die Lebensdauer aktueller Motoren verlängern. Dies würde es ermöglichen, die in seine Entwicklung getätigten Investitionen zu nutzen und eine Industrie zu erhalten, die von seiner Herstellung abhängig ist.

Dieselmotoren, die kaum die Umwelt verschmutzen

Einem Team von Ingenieuren des Engine Research Laboratory der University of New South Wales in Australien (UNSW) ist es gelungen, einen Dieselmotor so umzurüsten, dass er wie ein Dieselmotor funktioniert Wasserstoff-Diesel-HybridmotorReduzierung der CO-Emissionen₂ in mehr als 85 % während des Prozesses.

Das Team unter der Leitung des Professors Shawn Kook von der Fakultät für Maschinenbau und Fertigungstechnik, in Zusammenarbeit mit Professor Evatt Hawkesverbrachte 18 Monate damit, das Doppelkraftstoffsystem mit Wasserstoff- und Diesel-Direkteinspritzung zu entwickeln, damit jeder vorhandene Dieselmotor mit einer Geschwindigkeit laufen kann 90 % Wasserstoff.

Forscher sagen, dass jeder Dieselmotor, der in Lastkraftwagen und Antriebsmaschinen in der Transport-, Landwirtschafts- und Bergbauindustrie verwendet wird, in nur wenigen Monaten an das neue Hybridsystem angepasst werden könnte. Er grüner Wasserstoffhergestellt aus erneuerbaren Energiequellen wie Wind und Sonne, ist viel umweltfreundlicher als Diesel.

Der Prozess wurde veröffentlicht in Internationale Zeitschrift für Wasserstoffenergiewo das Team von Professor Shawn Kook zeigt, dass der Einsatz seines patentierten Wasserstoffeinspritzsystems die CO-Emissionen reduziert₂ Zu nur 90 g/kWhA 85,9 % weniger als die, die ein herkömmlicher Dieselmotor erzeugt.

„Die Modernisierung vorhandener Dieselmotoren geht viel schneller, als auf die Entwicklung neuer Brennstoffzellensysteme zu warten, die möglicherweise erst in mindestens einem Jahrzehnt in großem Maßstab kommerziell verfügbar sein werden. Angesichts des Problems der CO2-Emissionen und des Klimawandels brauchen wir sofortige Lösungen.“ „Wir wollen das Problem der vielen Dieselmotoren angehen, die heute im Einsatz sind“, schreibt Kook.

Direkte Wasserstoffeinspritzung

Die vom UNSW-Team beschriebene Lösung bewahrt die Original-Dieselmotor-Einspritzung, beinhaltet aber eine Einspritzung von Wasserstoff direkt in den Zylinder. Die direkte Wasserstoffeinspritzung steuert das Gemisch im Motorzylinder. Dadurch wird der schädliche Ausstoß von Stickoxiden beseitigt (NOx), die eines der Haupthindernisse für die Kommerzialisierung von Wasserstoffmotoren darstellen.

„Wenn man dem Motor einfach Wasserstoff hinzufügt und ihn gleichmäßig vermischen lässt, erzeugt man viele NOx-Emissionen, eine Hauptursache für Luftverschmutzung und sauren Regen“, sagt Professor Kook. „Allerdings haben wir in unserem System gezeigt, dass wir durch eine Schichtung des Wasserstoffs (d. h. in einigen Bereichen gibt es mehr Wasserstoff und in anderen weniger) die NOx-Emissionen unter die eines reinen Dieselmotors senken können.“

Das Dual-Fuel-System benötigt keinen hochreinen Wasserstoff, sehr teuer in der Herstellung, was andere Wasserstoff-Brennstoffzellensysteme erfordern. Der Diesel-Wasserstoff-Hybrid hat eine Effizienzsteigerung von mehr als 26 % im Vergleich zu herkömmlichen Dieselmotoren gezeigt. Er coKontrolle unabhängig vom Zeitpunkt der Wasserstoff- und Diesel-Direkteinspritzungermöglicht die Regulierung aller Verbrennungsmodi, ob vorgemischt oder gesteuert durch Wasserstoffmischung.

Praktische Anwendungen

Die neue Technologie hat unmittelbares Potenzial für den Einsatz in industrielle Anwendungen die bereits über feste Wasserstoffversorgungsleitungen verfügen, wie z Minen, wo rund 30 % der Treibhausgasemissionen auf den Einsatz von Dieselmotoren in Bergbaufahrzeugen und Stromgeneratoren zurückzuführen sind. Professor Kook betont, dass in Bergwerken, in denen bereits Wasserstoff verfügbar ist, vorhandene Dieselmotoren für den Einsatz zur Stromerzeugung umgerüstet werden können.

Allerdings in Anwendungen, in denen Speicherung und Transport von WasserstoffWie bei Diesel-Lkw müssten Wasserstoffspeichersysteme entwickelt werden, um sie in das Einspritzsystem zu integrieren. Kook weist auf die Bedeutung dieser Weiterentwicklung der Speichertechnologie hin, die derzeit eine große Herausforderung darstellt.