Moteur à combustion interne de l'hydrogène, qui utilise l'hydrogène comme combustible.

Histoire des moteurs à hydrogène

Environ 45% des produits pétroliers mondiaux sont utilisés comme carburant pour les voitures. Les réserves de pétrole sont limitées et ne sont pas renouvelables, de sorte que la recherche d'une source d'énergie universelle, qui peut être obtenue en quantités limitées de façon conventionnelle, est sans aucun doute pertinente.

L'hydrogène comme combustible pour les moteurs est considéré parmi les substances les plus prometteuses. Les stocks d'hydrogène sur Terre sont pratiquement inépuisables, car ils sont facilement accessibles à partir de l'eau courante. Le stockage et le transport de ce gaz sont difficiles, mais réalisables. Et surtout, avec des masses égales, l'hydrogène est réparti trois fois plus d'énergie que l'essence.

Le premier certificat de brevet d'hydrogène a été délivré en Angleterre en 1841. En 1852, un moteur à combustion interne a été construit en Allemagne, fonctionnant sur un mélange d'hydrogène et d'air, et le tristement célèbre Zeppelin diristed de Zeppelin a été installé avec un mélange de gaz léger de 50 pour cent d'hydrogène.

L'intérêt pour les moteurs à hydrogène a repris dans les années 70, avec l'avènement de la crise du carburant et de l'énergie.

À la fin de la crise pétrolière, l'intérêt pour les sources d'énergie alternatives n'a pas disparu. À l'heure actuelle, les défenseurs de l'environnement qui luttent pour la réduction des émissions nocives dans l'atmosphère sont intensivement chauffés par lui. En outre, la hausse constante des prix de l'énergie et le désir de nombreux pays d'acquérir une indépendance énergétique ont contribué à la poursuite des études théoriques et pratiques sur les applications de l'hydrogène dans les véhicules.

General Motors, Honda Motor, Ford Motor, BMW et d'autres sont les recherches les plus actives sur le développement des moteurs à hydrogène.

Types et principes de fonctionnement des moteurs à hydrogène

Le système de propulsion moderne est divisé en deux types: les moteurs électriques des piles à combustible à hydrogène et les moteurs à combustion interne de l'hydrogène.

Systèmes de piles à combustible à hydrogène

Le principe de fonctionnement des piles à combustible est basé sur la réaction physico-chimique. En fait, les piles à combustible sont comme des accumulateurs au plomb. La différence est que la pile à combustible du GNC est beaucoup plus élevée que la pile et est de 45 pour cent ou plus.

Une membrane avec seulement des protons est installée dans la pile à combustible à oxygène hydrogène. Il sépare les deux cellules avec les électrodes et l'anode et l'anode. L'hydrogène a été placé dans la cellule de l'anode, et l'oxygène se trouve dans la cellule. Chaque électrode est plaquée avec un catalyseur, par exemple platine. L'hydrogène moléculaire sous l'influence d'un catalyseur causé par l'anode perd des électrons. Les protons sont transportés à travers la membrane au katode, et le catalyseur est relié aux électrons (flux d'électrons de l'extérieur), ce qui donne de l'eau. Les électrons de la chambre d'anode vont dans le circuit électrique qui est connecté au moteur, c'est-à-dire dans la langue domestique, le courant électrique est formé et le moteur électrique est généré.

Les échantillons actuels de véhicules à pile à combustible sont "Niva" avec la centrale électrique "Antel-1" et "Lada 111" avec "Antel-2" développé par les ingénieurs d'Ural. La première voiture peut être utilisée pour une seule charge de 200 km et la seconde peut être de 350 kilomètres.

Hydrogène moteur à combustion interne

Lorsqu'on utilise de l'hydrogène dans un moteur à combustion interne classique, un certain nombre de problèmes se posent. Tout d'abord, à haute température et compression, l'hydrogène entre en réaction avec le métal à partir duquel le moteur est fabriqué, et même avec l'huile moteur. En outre, dans le cas d'une légère fuite au contact d'un collecteur d'échappement chaud, elle sera inévitablement allumée. Ainsi, par la voie, l'hydrogène est utilisé par les moteurs rotatifs, qui sont conçus pour être le collecteur d'échappement du collecteur d'échappement, ce qui permet de retirer le risque d'inflammation. Cependant, tous ces problèmes, y compris la nécessité de changer le système d'allumage, sont d'une façon ou d'une autre, permettant aux ingénieurs de penser à l'hydrogène comme combustible-combustible-fueler.

L'hydrogène pour l'hydrogène a une efficacité moindre que les moteurs à pile à combustible, mais le fait que moins d'essence est nécessaire pour générer 1 kW d'énergie hydrogène est autorisé à être accepté avec une efficacité réduite.

Un bon exemple de voiture à hydrogène pourrait être la berline expérimentale BMW 750hL, produite par une série limitée et disponible pour les clients. Il est doté d'un moteur 12 cylindres fonctionnant sur un carburant de fusée (hydrogène + oxygène) pour se disperser jusqu'à 140 km/h.

L'hydrogène liquéfié est stocké dans un réservoir spécial à basse température. L'alimentation en hydrogène est à environ 300 km. S'il est utilisé, le moteur passe automatiquement au courant du réservoir à essence supplémentaire. Le prix de la BMW Hydrogen 7 est comparable à la valeur de la norme 7 et est d'environ 93.000 dollars.

Problèmes et défis posés par le développement de moteurs à hydrogène

Il existe un certain nombre d'obstacles technologiques et environnementaux à la transition massive vers l'hydrogène comme combustible.

La production d'hydrogène est quatre fois plus chère aujourd'hui que la production d'essence.

Le processus d'extraction de l'hydrogène de l'eau est encore trop coûteux. Par conséquent, la majeure partie du volume est actuellement produite à partir du méthane.  Le transport et le stockage sont associés à des coûts élevés.

Dans le cas de déploiements massifs de telles centrales, l'hydrogène est considérablement accru dans l'atmosphère, ce qui pourrait entraîner l'appauvrissement de la couche d'ozone de la Terre, car les émissions d'hydrogène émettent beaucoup plus d'oxydes d'azote que l'essence.

Le niveau de récupération commerciale de ces centrales n'est visible qu'à long terme.

Cependant, les mêmes problèmes se sont produits lors du développement des moteurs à essence, électriques et à gaz. Il fallait espérer que la situation changerait en 15 à 20 ans, et l'émergence d'une voiture à hydrogène sur les routes deviendrait une routine.




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