Tim, predvođen profesorom Šonom Kukom sa Fakulteta za mašinsko i proizvodno inženjerstvo, proveo je oko 18 meseci razvijajući sistem dvostrukog goriva sa direktnim ubrizgavanjem vodonik-dizel koji znači da postojeći dizel motori mogu da rade koristeći 90 odsto vodonika kao gorivo.
Istraživači kažu da bi bilo koji dizel motor koji se koristi u kamionima i pogonskoj opremi u transportnoj, poljoprivredi i rudarskoj industriji mogao na kraju biti naknadno ugrađen u novi hibridni sistem za samo nekoliko meseci.
Zeleni vodonik, koji se proizvodi korišćenjem čistih obnovljivih izvora energije poput vetra i sunca, mnogo je ekološki prihvatljiviji od dizela.
A u radu objavljenom u naučnom časopisu International Journal of Hydrogen Energy, tim profesora Kuka pokazuje da korišćenje njihovog patentiranog sistema za ubrizgavanje vodonika smanjuje emisiju CO2 na samo 90 g/kWh – 85,9 odsto ispod količine koju proizvodi dizel motor.
„Ova nova tehnologija značajno smanjuje emisiju CO2 iz postojećih dizel motora, tako da bi mogla igrati veliku ulogu u smanjenju našeg ugljeničnog otiska, posebno u Australiji sa svim našim rudarstvom, poljoprivredom i drugim teškim industrijama u kojima se dizel motori široko koriste“, kaže profesor Kuk.
„Pokazali smo da možemo uzeti te postojeće dizel motore i pretvoriti ih u čistije motore koji sagorevaju vodonično gorivo“.
„Mogućnost naknadne ugradnje u postojeće dizel motore je mnogo brže od čekanja na razvoj potpuno novih sistema gorivnih ćelija koji možda neće biti komercijalno dostupni u većem obimu najmanje deceniju.
„Sa problemom emisija ugljenika i klimatskim promenama, potrebna su nam neka hitnija rešenja za rešavanje problema ovih mnogih dizel motora koji su trenutno u upotrebi.
Direktno ubrizgavanje vodonika pod visokim pritiskom
Rešenje tima sa UNSW-a za problem održava originalno ubrizgavanje dizela u motor, ali dodaje ubrizgavanje vodonika direktno u cilindar.
Zajedničko istraživanje, sprovedeno sa dr Šonom Čenom i profesorom Evatom Hoksom, otkrilo je da direktno ubrizgavanje vodonika kontroliše stanje smeše unutar cilindra motora, što rešava štetne emisije azotnih oksida koje su bile glavna prepreka za komercijalizaciju vodoničnih motora.
„Ako samo stavite vodonik u motor i pustite da se sve pomeša, dobićete mnogo emisija azotnih oksida (NOx), što je značajan uzrok zagađenja vazduha i kiselih kiša“, kaže profesor Kuk.
„Ali u našem sistemu smo pokazali da ako ga napravite slojevitim – to jest u nekim oblastima ima više vodonika, a u drugim manje vodonika – onda možemo smanjiti emisije NOx ispod emisije običnih dizel motora.
Važno je da novi sistem sa dvostrukim gorivom sa direktnim ubrizgavanjem vodonik-dizel ne zahteva vodonik izuzetno visoke čistoće koji se mora koristiti u alternativnim sistemima vodoničnih gorivnih ćelija i skuplji je za proizvodnju.
A u poređenju sa postojećim dizel motorima, poboljšanje efikasnosti od više od 26 procenata je prikazano kod hibrida dizel-vodonik.
Ta poboljšana efikasnost se postiže nezavisnom kontrolom vremena direktnog ubrizgavanja vodonika, kao i vremena ubrizgavanja dizela, što omogućava potpunu kontrolu načina sagorevanja – sagorevanja vodonika sa prethodno mešanjem ili sa kontrolisanim mešanjem.
Istraživački tim se nada da će moći da komercijalizuje novi sistem u narednih 12 do 24 meseca i želi da se konsultuje sa potencijalnim investitorima.
Oni kažu da je najneposrednija potencijalna upotreba nove tehnologije na industrijskim lokacijama gde su stalne linije za snabdevanje vodoničnim gorivom već postavljene.
To uključuje rudarske lokacije, gde su studije pokazale da je oko 30 odsto emisija gasova koji izazivaju efekat staklene bašte uzrokovano upotrebom dizel motora, uglavnom u rudarskim vozilima i generatorima.
A australijsko tržište za dizel generatore trenutno se procenjuje na oko 765 miliona dolara.
„Na rudarskim lokacijama, gde se vodonik dovodi, možemo da konvertujemo postojeće dizel motore koji se koriste za proizvodnju energije“, kaže prof. Kuk.
„Što se tiče aplikacija u kojima bi vodonično gorivo trebalo da se skladišti i premešta, na primer u motoru kamiona koji trenutno radi isključivo na dizel, onda bismo takođe morali da implementiramo sistem za skladištenje vodonika koji će biti integrisan u naš sistem za ubrizgavanje“.
„Mislim da opšta tehnologija u vezi sa mobilnim skladištem vodonika treba dalje da se razvija, jer je to u ovom trenutku pravi izazov“.
