Az UNSW Sydney mérnökei sikeresen átalakítottak egy dízelmotort, hogy hidrogén-dízel hibridként működjön. Shawn Kook professzor és csapata alig 18 hónapot töltött a hidrogén-dízel közvetlen befecskendezésű kettős üzemanyag-rendszer kifejlesztésével, amely lehetővé teszi, hogy a meglévő dízelmotorok 90 százalékban hidrogénnel működjenek. Mostanra pedig az első prototípus is működik.

A jövőben ez nagyon fontos lesz, mivel a tehervonatoktól kezdve, a mezőgazdaságban és bányaiparban használt munkagépekig a nagy teljesítményigény miatt jellemzően dízelmotorokat használnak. Viszont amellett, hogy ezek károsanyag-kibocsátása nagyon magas – kutatások szerint az üvegházhatású gázok kibocsátásának mintegy 30 százalékát a dízelmotorok használata okozza –, az orosz-ukrán háború miatt kialakult ellátási válságban egyre inkább hiánycikké válik a gázolaj (még Magyarország is dízel nélkül maradhat). Az UNSW fejlesztésével viszont alig pár hónap alatt utólagosan átállíthatók a motorok az új hidrogénes hibrid rendszerre.

A zöldhidrogén, amelyet tiszta, megújuló energiaforrások, például szél- és napenergia felhasználásával állítanak elő, sokkal környezetbarátabb, mint a dízel. Ráadásul a hidrogéntermelés egyre inkább teret nyer, mivel a háború miatt a földgázellátás Európa-szerte és globálisan is nehezen biztosítható.

Nagyon tiszta, nagyon hatékony dízelhibrid

Az International Journal of Hydrogen Energy című folyóiratban megjelent tanulmányban Kook professzor csapata kimutatta, hogy szabadalmaztatott hidrogénbefecskendező rendszerük használatával a CO2-kibocsátás mindössze 90 g/kWh-ra csökken – ami 85,9 százalékkal alacsonyabb, mint a dízelmotor által termelt mennyiség.

„Ez az új technológia jelentősen csökkenti a meglévő dízelmotorok CO2-kibocsátását, így nagy szerepet játszhat abban, hogy szén-dioxid-kibocsátásunk sokkal kisebb legyen, különösen Ausztráliában, ahol a bányászat, a mezőgazdaság és más nehézipari ágazatokban széles körben használnak dízelmotorokat" - idézi Kookot a Techxplore portál.

A kutató szerint azért is jelent áttörés a fejlesztés, mert a már forgalomban lévő dízelmotorok utólagos átalakítása sokkal gyorsabb, mint a teljesen új üzemanyagcellás rendszerek kifejlesztésére várni. A hidrogénmotorokból legalább egy évtizedig nem lesz elegendő mennyiség, hogy kielégítsék a piaci igényeket.

Az UNSW által fejlesztett hidrogén-dízel hibridmotor.
Az UNSW által fejlesztett hidrogén-dízel hibridmotor.
Kép: UNSW

Az UNSW csapatának megoldása a problémára fenntartja az eredeti dízelbefecskendezést a motorba, de hidrogén üzemanyag-befecskendezést ad hozzá közvetlenül a hengerbe. Erre azért volt szükség, mert az időzített tisztán hidrogénből álló közvetlen befecskendezés azt eredményezné, hogy rengeteg nitrogén-oxid keletkezik, amely csak fokozná a légszennyezést, így például savasesőket okozna. A dízelt megtartó fejlesztés viszont szabályozza a motor hengerében lévő keverék állapotát, ami megoldja a káros nitrogén-oxid-kibocsátást, amely eddig a hidrogénmotorok kereskedelmi forgalomba hozatalának egyik fő akadálya volt.

Fontos az is, hogy az új hidrogén-dízel közvetlen befecskendezéses kettős üzemanyag-rendszer nem igényel rendkívül nagy tisztaságú hidrogént, amelyet az alternatív hidrogén-üzemanyagcellás rendszerekben kell használni, és amelynek előállítása drágább.

A meglévő dízelmotorokhoz képest pedig több mint 26 százalékos hatékonyságjavulást mutattak ki a dízel-hidrogén hibridnél. Ezt a jobb hatásfokot a hidrogén közvetlen befecskendezésének időzítése, valamint a dízel befecskendezés időzítésének független vezérlésével érték el, ami lehetővé teszi az égési módok - előkevert vagy keverékvezérelt hidrogénégetés - teljes körű szabályozhatóságát.

A kutatócsoport reméli, hogy az új rendszert a következő 12-24 hónapban kereskedelmi forgalomba tudják hozni, és szívesen konzultálnak a leendő befektetőkkel. Elmondásuk szerint az új technológia legközvetlenebb felhasználási lehetőségei olyan ipari helyszíneken vannak, ahol már léteznek állandó hidrogénüzemanyag-ellátó vezetékek, például a bányászati telephelyeknél.