Czyste i tanie paliwo dla wszystkich. Polacy pochwalili się niezwykłym silnikiem
Wodór to idealne paliwo dla pojazdów, ponieważ nie zanieczyszcza powietrza i może być pozyskiwany z odnawialnych źródeł. Jednak, aby móc używać wodoru w silnikach spalinowych, trzeba je całkowicie zmodyfikować. Na szczęście, grupa wynalazców z Politechniki Krakowskiej znalazła sposób na rozwiązanie tych problemów.
W laboratorium Katedry Pojazdów Samochodowych Politechniki Krakowskiej uruchomiono tłokowy silnik spalinowy przystosowany do zasilania wodorem. Naukowcy z politechniki poddali adaptacji do zasilania wodorem 5-cylindrowy, przemysłowy silnik Scania. Jak tłumaczą badacze, przystosowanie silnika tłokowego do zasilania wodorem to niełatwe zadanie, wymagające rozwiązania wielu skomplikowanych kwestii.
Więcej o nowych paliwach przeczytasz na Spider`s Web:
Silniki te są zaprojektowane do spalania benzyny lub oleju napędowego, które mają zupełnie inne właściwości niż wodór. Na przykład, wodór ma znacznie wyższą temperaturę zapłonu i szybkość spalania niż paliwa kopalne, co może prowadzić do problemów ze spalaniem stukowym lub uszkodzeniem silnika.
Należy pamiętać, że wodór ma całkowicie inne właściwości niż stosowane dotąd paliwa ciekłe i gazowe. W związku z tym należy dopasować te odmienne właściwości do wymagań silnika tłokowego. Mówimy o zagadnieniach związanych z charakterem wydzielania ciepła w procesie spalania. Trzeba wprowadzić do silnika takie zmiany, aby ciepło ze spalanego wodoru można było zamienić na pracę mechaniczną
– mówi prof. Marek Brzeżański z Wydziału Mechanicznego PK.
Silnik z zapłonem samoczynnym został gruntownie przebudowany do korzystania z wodoru jako paliwa. Naukowcy opracowali całkowicie nowy system spalania, dedykowane tłoki, system doprowadzania paliwa (w tym elementy wydrukowane na drukarkach 3D), układ zapłonowy, moduły przepustnicy sterowane silnikiem krokowym oraz oprogramowanie silnika. Wszystko to zostało zrobione na miejscu w Katedrze Pojazdów Samochodowych PK.
Podczas zasilania wodorem znika problem zasięgu pojazdu, a jego eksploatacja nie obciąża środowiska. Ogniwa paliwowe możemy stosować w pojazdach kołowych, szynowych, w transporcie morskim oraz jako napęd maszyn budowlanych. W praktyce ten typ źródła napędu, ze względu na dość złożoną konstrukcję, powinien być w pierwszej kolejności preferowany w większych pojazdach osobowych oraz we wszelkiego typu pojazdach użytkowych, szynowych oraz w maszynach przemysłowych. Przed naukowcami i konstruktorami jeszcze wiele wyzwań w tym obszarze, ale jesteśmy na dobrej drodze
– uważa prof. Marek Brzeżański.
40 lat badań
Politechnika Krakowsko badania nad zastosowaniem wodoru do tłokowych silników spalinowych prowadzi od lat 80. XX wieku. Zaowocowały one m.in. opracowaniem instalacji do wykorzystywania odpadowego wodoru do celów energetycznych i skonstruowaniem przemysłowych silników zasilanych wodorem.
Naukowcy współpracują także z koncernem Toyota przy pracach dotyczących ogniw wodorowych. Nie ustają również w pracach nad własnymi konstrukcjami. Wśród różnych rozwiązań jest np. silnik jednocylindrowy z nowatorskim systemem bezpośredniego wtrysku wodoru do komory spalania.
Paliwo bez dwutlenku węgla
Wykorzystanie wodoru jako nowego paliwa w transporcie jest bardzo obiecującym rozwiązaniem. Wodór możemy produkować w każdym miejscu na kuli ziemskiej, w którym mamy dostęp do wody i energii elektrycznej. Oznacza to, że nie jesteśmy zależni od innych krajów czy konfliktów w innych częściach świata.
Wodór to najlżejszy i najbardziej obfity pierwiastek we wszechświecie. Jest też źródłem czystej energii, która nie emituje dwutlenku węgla ani innych szkodliwych substancji. Jednak wykorzystanie wodoru jako paliwa nie jest takie proste, jak się wydaje. Wymaga specjalnych urządzeń, takich jak ogniwa paliwowe lub silniki wodorowe, które potrafią przekształcić wodór w elektryczność i ruch.
Jeżeli produkcja wodoru z odnawialnych źródeł ruszy pełną parą, to w okresie przejściowym ewolucji motoryzacyjnej można stosować wodór do tłokowych silników spalinowych. Największą zaletą tego rozwiązania są korzyści dla zdrowia ludzi i środowiska – brak emisji toksycznych składników spalin oraz brak emisji dwutlenku węgla.
Oczywiście silniki spalinowe na wodór opracowywane są także w innych krajach. Warto wspomnieć, że silniki spalinowe zasilane wodorem miało już BMW (7 Hydrogen) i Toyota (GR Corolla H2). Jednak naukowcy z Politechniki Krakowskiej mają nadzieję, że ich projekt przyczyni się do popularyzacji technologii wodorowej w Polsce. Planują oni dalsze testy i ulepszenia swojego silnika i pojazdu, a także nawiązanie współpracy z innymi uczelniami, instytutami badawczymi i firmami z branży motoryzacyjnej. Ich marzeniem jest, aby w przyszłości każdy mógł jeździć na wodorze i cieszyć się czystą i tanią energią.
