El almacenamiento de hidrógeno en un tanque a presión para alimentar una celda de combustible en un vehículo eléctrico es una de las soluciones que la industria considera en su transición hacia las cero emisiones. Sin embargo, el hidrógeno también puede ser utilizado como combustible en un motor de combustión interna, en lugar de gasolina o diésel.
En los motores de combustión interna de hidrógeno, este se quema dentro de la cámara del motor. Aunque es una tecnología prometedora, su adopción generalizada se enfrenta retos técnicos y económicos significativos que deben superarse para garantizar su viabilidad a gran escala. El motor presentado en Corea resuelve estos problemas. Ha sido desarrollado por Young Choi, investigador del Instituto Coreano de Maquinaria y Materiales (KIMM), perteneciente al Ministerio de Ciencia y TIC coreano, y por Hong-gil Bae del laboratorio de investigación de motores sin carbono de Hyundai-Kia (HMC). El resultado es un motor de 2 litros con inyección directa de hidrógeno.
¿Qué hace que este motor sea mejor que los demás?
El equipo de investigación inyectó hidrógeno a 30 bares directamente en la cámara de combustión de un modelo de serie de Hyundai-Kia modificado para quemar hidrógeno. Utilizando un turbocompresor para mejorar el rendimiento del motor, lograron mantener una alta eficiencia térmica en todas las etapas de funcionamiento, desde el arranque hasta el límite máximo de carga, permitiendo que el motor funcionara de manera estable durante todo el proceso.
En los motores de hidrógeno desarrollados hasta ahora, el hidrógeno se quema después de mezclarse con aire mediante su inyección a través de un puerto de admisión superior, en lugar de inyectarlo directamente en el cilindro. Esta arquitectura reduce la cantidad de aire que fluye hacia la cámara de combustión debido al espacio ocupado por el combustible gaseoso, lo que resulta en un mayor consumo de combustible y un bajo rendimiento del motor.
El motor de hidrógeno de inyección directa resuelve este problema al inyectar el combustible a alta presión directamente en la cámara de combustión. Además, la implementación de una alta relación de compresión, la estratificación del combustible y la combustión ultra pobre contribuyen a maximizar la eficiencia térmica y mejorar el rendimiento energético mientras se reducen las emisiones nocivas.
En comparación con los motores de gasolina, las emisiones de dióxido de carbono y de partículas finas se reducen en un 99% y un 90%, respectivamente, cumpliendo con los requisitos de la Unión Europea para que un vehículo sea considerado cero emisiones. Además, las emisiones de óxidos de nitrógeno (NOx) están por debajo de 15 ppm, incluso sin un sistema de postratamiento para purificar los gases de escape, alcanzando una alta eficiencia térmica de hasta el 40%.
Según Young Choi, “esta tecnología representa una solución inmediata y económica que puede contribuir a reemplazar los combustibles fósiles. Con la colaboración de HMC, se realizarán pruebas para verificar la durabilidad del motor y se explorará la aplicación de esta tecnología no solo en vehículos de pasajeros, sino también en vehículos comerciales y unidades de generación de electricidad”.
