Znanstvenici u Njemačkoj nedavno su predstavili motor na vodik koji bi mogao konkurirati dizlskim motorima, radom bez emisija i postizanjem razine učinkovitosti iznad 60 posto. Razvio ga je znanstveni tim na Sveučilištu Otto-von-Guericke u Magdeburgu, a takozvani motor s vodikovim ciklusom radi u zatvorenoj petlji i ponovno koristi većinu svojih radnih plinova nakon svakog ciklusa. Projekt je vodio dr. Hermann Rottengruber, profesor na sveučilišnom Institutu za inženjerstvo proizvoda i sustava (IEPS). Također ga je podržalo Savezno ministarstvo za gospodarstvo i energetiku Njemačke.
– Ovaj pristup mogao bi postati posebno važan u primjenama gdje motori moraju raditi pod velikim opterećenjima dulje vrijeme, biti vrlo robusni i isporučivati značajnu snagu – istaknuo je Rottengruber.
Inovativni koncept koristi pažljivo uravnoteženu mješavinu vodika, kisika i argona. Dok vodik služi kao izvor energije, kisik omogućuje reakciju, a argon, koji je kemijski inertni plemeniti plin, djeluje kao stabilan nositelj. Budući da argon ne gori niti reagira u radnim uvjetima, pomaže u stvaranju kontroliranijih termodinamičkih uvjeta unutar motora. To, kao rezultat toga, poboljšava učinkovitost i stabilnost sustava.
Za razliku od tradicionalnog sustava izgaranja, većina smjese plinova u ovom motoru ostaje unutar sustava i ponovno se koristi. Hladi se, obrađuje i vraća u ciklus nakon svakog takta. Sustav uklanja samo specifične nusprodukte, dok odvaja i ukapljuje vodik uključen u reakciju. Ovaj jedinstveni dizajn omogućuje motoru rad bez stvaranja konvencionalnih ispušnih emisija. Za projekt, tim je testirao više varijanti takozvanog Argon Power Cycle motora na namjenskoj ispitnoj klupi, s kolegama iz WTZ Roßlau gGmbH, istraživačkog instituta specijaliziranog za tehnologiju motora, pretvorbu energije i buduća goriva. Također su potvrdili performanse detaljnim računalnim simulacijama. Rezultati su pokazali da motor može kombinirati visoku snagu s iznimnom učinkovitošću (preko 60 posto), jer je sposoban isporučiti razine snage usporedive s onima dizelskih motora. Zbog toga je posebno atraktivan za teške uvjete rada gdje su i performanse i trajnost ključni. To uključuje sektore u kojima rješenja s baterijskim napajanjem često imaju poteškoća zbog težine, ograničenja dometa i zahtjeva za infrastrukturom za punjenje, poput kamiona za duge relacije, poljoprivrednih strojeva, građevinske opreme i stacionarnih generatora energije.
Prema Rottengruberu, dizajn zatvorene petlje mogao bi ponuditi i ekonomske prednosti.
– Prema našoj procjeni, zatvoreni sustav mogao bi biti isplativiji tijekom realnih radnih razdoblja od otvorenog motora s izgaranjem na vodik – izjavio je u priopćenju za javnost.
Stručnjak smatra da je to dijelom zbog uklanjanja skupih sustava za obradu ispušnih plinova i visoke učinkovitosti procesa, što bi s vremenom moglo nadoknaditi veću tehničku složenost motora.
Ipak, trenutačni koncept suočava se s ograničenjima u gustoći snage jer se tijekom svakog ciklusa može ubrizgati samo određena količina vodika. Tim je također primijetio da bi se manja količina ugljikovog dioksida mogla akumulirati u sustavu, prilikom korištenja maziva (ulja).
– Vodeći proizvođači brodskih pogonskih sustava već su izrazili snažan interes, jer raste pritisak, posebno u ovom sektoru, da se do 2050. godine učine dostupnima klimatski neutralna rješenja dostupnima – zaključio je Rottengruberu, a piše Interesting Engineeiring.
