Το υδρογόνο αγωνίστηκε αρκετά όλα αυτά τα χρόνια για να επικρατήσει ως εναλλακτικό καύσιμο, αλλά πώς μπορεί πραγματικά να κερδίσει ένα σημαντικό μέρος της μελλοντικής αυτοκίνησης;
Η χρήση των κυψελών υδρογόνου για την παραγωγή ηλεκτρική ενέργεια με μηδενικούς ρύπους έχει τεράστιες δυνατότητες, ενώ παράλληλα συνδυάζεται με έναν θερμικό κινητήρα. Μάλιστα, ένα πρόσφατο παράδειγμα χρήσης αποτελεί η περίπτωση της Toyota, η οποία εξέλιξε τον 3κύλινδρο κινητήρα του GR Yaris με τη δυνατότητα καύσης και υδρογόνου. Αυτό το τροποποιημένο σύνολο τοποθετήθηκε σε μια Corolla Sport και όρμησε στο 24ωρο πρωτάθλημα Fuji.
Παρόλο που το υδρογόνο είναι “καθαρότερο” καύσιμο σε σύγκριση με τη βενζίνη ή το diesel, το αποτέλεσμα του συνδυασμού αποφέρει μηδενικό περιβαλλοντικό αποτύπωμα. Όταν καίγεται σε έναν κινητήρα εσωτερικής καύσης δεν παράγονται άκαυστοι υδρογονάνθρακες (HC), μονοξείδιο του άνθρακα (CO) ή CO2. Aπό την άλλη, παράγονται οξείδια του αζώτου (NOx). Ο αέρας αποτελείται από 78% άζωτο και σε κατάσταση καύσης, οξειδώνεται με αποτέλεσμα να παραχθεί το τοξικό NOx – αλλά όλα αυτά εξαρτώνται από τη θερμοκρασία του θαλάμου καύσης. Σε αυτό το σημείο είναι που οι κινητήρες υδρογόνου έχουν το πλεονέκτημα.
Το υδρογόνο είναι λιγότερο “ιδιότροπο” καύσιμο από τη βενζίνη ή το πετρέλαιο. Αναμειγνύεται και καίγεται πλήρως και είναι αποτελεσματικό σε ένα πολύ μεγαλύτερο εύρος αναλογιών αέρα-καυσίμου. Ουσιαστικά, ένας κινητήρας υδρογόνου μπορεί να λειτουργεί αποτελεσματικά με περισσότερο αέρα και λιγότερο καύσιμο, ενώ εξακολουθεί να παράγει πολύ χαμηλότερα επίπεδα ρύπων από βενζίνη ή diesel.
Αν και το υδρογόνο μεταφέρει υψηλή ποσότητα ενέργειας κατά βάρος, έχει λιγότερη πυκνότητα από τα υπόλοιπα υγρά καύσιμα. Έτσι, οι κινητήρες, στους οποίους το καύσιμο εγχέεται στην πολλαπλή εισαγωγή και αναμιγνύεται με αέρα, αποδίδει σημαντικά λιγότερη ισχύ στην περίπτωση του υδρογόνο σε σχέση με τη βενζίνη. Ο άμεσος ψεκασμός βελτιώνει την κατάσταση, ενώ σε συνδυασμό με υπερσυμπίεση μεταβλητής γεωμετρίας, καθιστά τους κινητήρες καύσης υδρογόνου πιο βιώσιμους.
Ωστόσο, υπάρχει τρόπος αντιστάθμισης… με ένα τίμημα. Οι σύγχρονοι turbo κινητήρες υδρογόνου άμεσου ψεκασμού μπορούν να παράγουν περισσότερη ισχύ από έναν αντίστοιχο βενζινοκινητήρα, αυξάνοντας την αναλογία υδρογόνου στο μείγμα (καυσίμου-αέρα) – αλλά τα επίπεδα NOx αυξάνονται. Οι κινητήρες υδρογόνου λοιπόν είναι ουσιαστικά τροποποιημένοι βενζινοκινητήρες που, σε μορφή παραγωγής, έχουν κάποια ισχυρότερα εξαρτήματα και συστήματα άμεσου ψεκασμού υδρογόνου. Το υδρογόνο μπορεί να αποθηκευτεί στις ίδιες δεξαμενές συμπιεσμένου αερίου 700 bar, που χρησιμοποιούνται σε οχήματα κυψελών καυσίμου.
Πιο πρόσφατα ερευνητικά προγράμματα δείχνουν ότι υπάρχει πραγματική δυνατότητα λειτουργίας οχημάτων με καύση που είναι σχεδόν χωρίς εκπομπές, χρησιμοποιώντας τεχνολογία που ταιριάζει στα βαρέα οχήματα καθώς και στα επιβατικά αυτοκίνητα. Το Τεχνολογικό Πανεπιστήμιο του Γκρατς, σε συνεργασία με τη Bosch, ανέφερε κάποια ενθαρρυντικά αποτελέσματα με έναν υπερτροφοδοτούμενο κινητήρα 2 λίτρων.
Δεδομένης της εγγύτητας με την υπάρχουσα τεχνολογία και την κατασκευή, η καύση αυτού του άφθονου, ελαφρύτερου αερίου θα μπορούσε να είναι αυτό το χρήσιμο βήμα για την πλήρη ηλεκτροδότηση και επίσης να ενθαρρύνει την ανάπτυξη ενός δικτύου υδρογόνου που απαιτείται για οχήματα κυψελών καυσίμου.
ΠΗΓΗ: newsauto.gr
