Traduction du jour:''New system retrofits diesel engines to run on 90% hydrogen''
by Neil Martin, University of New South Wales
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Un nouveau système modernise les moteurs diesel pour qu'ils fonctionnent à 90 % d'hydrogène
par Neil Martin, Université de Nouvelle-Galles du Sud
Le système bicarburant à injection directe hydrogène-diesel développé à l'UNSW permet de moderniser un moteur diesel traditionnel pour qu'il fonctionne comme un moteur hybride hydrogène-diesel. Crédit : Prof. Shawn Kook
Les ingénieurs de l'UNSW Sydney ont réussi à convertir un moteur diesel pour qu'il fonctionne comme un moteur hybride hydrogène-diesel, réduisant ainsi les émissions de CO2 de plus de 85 % au cours du processus.
L'équipe, dirigée par le professeur Shawn Kook de la School of Mechanical and Manufacturing Engineering, a passé environ 18 mois à développer le système bicarburant à injection directe hydrogène-diesel qui permet aux moteurs diesel existants de fonctionner avec 90 % d'hydrogène comme carburant.
Les chercheurs affirment que tout moteur diesel utilisé dans les camions et les équipements électriques des industries du transport, de l'agriculture et des mines pourrait finalement être adapté au nouveau système hybride en quelques mois seulement.
L'hydrogène vert, qui est produit à partir de sources d'énergie renouvelables propres telles que l'éolien et le solaire, est beaucoup plus respectueux de l'environnement que le diesel.
Et dans un article publié dans l'International Journal of Hydrogen Energy, l'équipe du professeur Kook montre que l'utilisation de son système d'injection d'hydrogène breveté réduit les émissions de CO2 à seulement 90 g/kWh, soit 85,9 % de moins que la quantité produite par le moteur diesel.
"Cette nouvelle technologie réduit considérablement les émissions de CO2 des moteurs diesel existants, elle pourrait donc jouer un rôle important dans la réduction de notre empreinte carbone, en particulier en Australie avec toutes nos industries minières, agricoles et autres industries lourdes où les moteurs diesel sont largement utilisés", déclare Professeur Kook.
"Nous avons montré que nous pouvions prendre ces moteurs diesel existants et les convertir en moteurs plus propres qui brûlent de l'hydrogène.
"Être en mesure de moderniser les moteurs diesel qui existent déjà est beaucoup plus rapide que d'attendre le développement de systèmes de piles à combustible entièrement nouveaux qui pourraient ne pas être disponibles dans le commerce à plus grande échelle avant au moins une décennie.
"Avec le problème des émissions de carbone et du changement climatique, nous avons besoin de solutions plus immédiates pour faire face au problème de ces nombreux moteurs diesel actuellement utilisés."
La solution de l'équipe UNSW au problème maintient l'injection diesel d'origine dans le moteur, mais ajoute une injection d'hydrogène directement dans le cylindre.
La recherche collaborative, réalisée avec le Dr Shaun Chan et le professeur Evatt Hawkes, a révélé que l'injection directe d'hydrogène spécifiquement chronométrée contrôle l'état du mélange à l'intérieur du cylindre du moteur, ce qui résout les émissions nocives d'oxyde d'azote qui ont été un obstacle majeur à la commercialisation des moteurs à hydrogène. .
Le système bicarburant à injection directe d'hydrogène et de diesel a été développé par une équipe du laboratoire de recherche sur les moteurs de l'UNSW dirigée par le professeur Shawn Kook (à droite), et comprenant Xinyu Liu (arrière gauche) et Jinxin Yang (avant gauche). Crédit : Prof. Shawn Kook
"Si vous mettez simplement de l'hydrogène dans le moteur et laissez tout se mélanger, vous obtiendrez beaucoup d'émissions d'oxyde d'azote (NOx), ce qui est une cause importante de pollution de l'air et de pluies acides", déclare le professeur Kook.
"Mais nous avons montré dans notre système que si vous le faites stratifié - c'est-à-dire que dans certaines régions, il y a plus d'hydrogène et dans d'autres il y a moins d'hydrogène - alors nous pouvons réduire les émissions de NOx en dessous de celles d'un moteur purement diesel."
Il est important de noter que le nouveau système bicarburant à injection directe hydrogène-diesel ne nécessite pas d'hydrogène extrêmement pur qui doit être utilisé dans des systèmes de pile à combustible à hydrogène alternatifs et est plus coûteux à produire.
Et par rapport aux moteurs diesel existants, une amélioration de l'efficacité de plus de 26 % a été démontrée dans l'hybride diesel-hydrogène.
Cette efficacité améliorée est obtenue par un contrôle indépendant du calage de l'injection directe d'hydrogène, ainsi que du calage de l'injection diesel, permettant un contrôle total des modes de combustion - combustion d'hydrogène prémélangée ou contrôlée par mélange.
L'équipe de recherche espère être en mesure de commercialiser le nouveau système dans les 12 à 24 prochains mois et tient à consulter des investisseurs potentiels.
Ils disent que l'utilisation potentielle la plus immédiate de la nouvelle technologie se situe dans les sites industriels où des conduites d'approvisionnement permanentes en hydrogène sont déjà en place.
Cela inclut les sites miniers, où des études ont montré qu'environ 30 % des émissions de gaz à effet de serre sont causées par l'utilisation de moteurs diesel, principalement dans les véhicules miniers et les groupes électrogènes.
Et le marché australien des groupes électrogènes diesel uniquement est actuellement estimé à environ 765 millions de dollars.
"Sur les sites miniers, où l'hydrogène est acheminé, nous pouvons convertir les moteurs diesel existants qui sont utilisés pour produire de l'électricité", explique le professeur Kook.
"En termes d'applications où l'hydrogène devrait être stocké et déplacé, par exemple dans un moteur de camion qui fonctionne actuellement uniquement au diesel, nous aurions également besoin de mettre en place un système de stockage d'hydrogène à intégrer dans notre système d'injection.
"Je pense que la technologie générale en ce qui concerne le stockage mobile de l'hydrogène doit être développée davantage, car pour le moment, c'est tout un défi
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COMMENTAIRES
Voila typiquement un article d 'ingénieur et pas d 'économiste :
Car l 'hydrogène industriel VERT çà n 'est pas encore :il n 'est pas a la fois un carburant bon marché et n' est pas de plus exempt de soucis carbone ...L 'hydrogéne courant vient des sources fossiles .(''reforming '' du C du gaz naturel ..j 'admets cependant que des diesels fixes puissent etre dépollués par ce procédé ....En revanche je ne vois ni pour aujourd hui ni pour demain matin un moteur h mobile ybride a boutelles d 'hydrogène et a resetvoir gasoil !!!
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More information: Xinyu Liu et al, Direct injection of hydrogen main fuel and diesel pilot fuel in a retrofitted single-cylinder compression ignition engine, International Journal of Hydrogen Energy (2022). DOI: 10.1016/j.ijhydene.2022.08.149
Journal information: International Journal of Hydrogen Energy
Provided by University of New South Wales
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