Motore Diesel a idrogeno, come funziona e perchè è promettente

Quante volte avrete sentito che è ora di dire addio ai motori Diesel, che è ora di passare all’elettrico o all’ibrido dovendo per forza cambiare combustibile. Ormai siamo bombardati da questo flusso di notizie ma ogni tanto capita di sentire anche qualche notizia che va decisamente controcorrente. Questa è una, infatti sembrerebbe che sia allo studio un realistico motore Diesel alimentato a idrogeno pronto a fare breccia non solo nel cuore di qualche appassionato nostalgico bensì nei progetti di talune case automobilistiche che non si sono ancora “arrese” all’elettrico tout court.

In alcuni Paesi la mobilità a zero emissioni sta davvero prendendo piede, altrove la situazione è ben diversa. Un esempio? Basta parlare dell’Italia dove i veicoli BEV costituiscono tuttora una nicchia ristretta, e i motivi sono presto detti: le vetture BEV costano molto, gli incentivi così come sono strutturati mostrano dei limiti e la carenza di infrastrutture preoccupa ancora l’automobilista medio.

Va detto che sono in molti ad avere i dubbi sull’effettiva convenienza, soprattutto dopo quanto ha evidenziato l’Università di Harvard nel suo elaborato, dove l’ateneo di fama mondiale sottolinea il forte impatto sull’ambiente provocato dalla produzione degli accumulatori visto che bisogna sempre considerare l’intero ciclo di vita dell’auto, non solo dal momento in cui questa viene venduta al cliente. Lo studio ha calcolato che per giustificare un investimento del genere bisogna percorrere almeno 45.000 km; in caso contrario risultano ancora migliori le vetture tradizionali.

Ad oggi le stazioni di rifornimento vengono posizionate nelle grandi città o sulle autostrade, mentre se ne contano meno in provincia. Oltre a questo la ricarica completa richiede un’attesa che esce dai canoni cui siamo abituati. Per chi vede l’auto come un mezzo necessario per andare dal punto A al punto B, doversi fermare 20 minuti (quando bastano…) fermi sotto il sole o sotto la pioggia non è un opzione plausibile.

Motore Diesel a idrogeno: il progetto universitario

Ad opporsi a tutto questo ci pensano altri ricercatori universitari, in particolare dei ragazzi dell’Università del Nuovo Galles del Sud, a Sydney, in Australia, che hanno individuato un modo per dare una seconda chance ai motori Diesel. Gli autori del progetto dicono di aver convertito con successo un’unità a gasolio per farla funzionare come un propulsore ibrido idrogeno-Diesel, riducendo così le emissioni di anidride carbonica dell’85%. Inoltre evidenziano come questi abbiano individuato la chiave per ridurre le emissioni di NOx a un valore inferiore rispetto ai propulsori solamente Diesel.

A capo del progetto vi è il professor Shawn Kook della Scuola di ingegneria meccanica e manifatturiera, che ha iniziato a lavorare su questo un anno e mezzo fa.

I motori Diesel sono stati adattati per poter funzionare con il nuovo carburante all’idrogeno al 90%. I risultati non si sono fatti attendere, ma è bastato aspettare un paio di mesi, il che aumenta l’interesse complessivo per il progetto che a questo punto diventa realmente promettente.

Motore Diesel a idrogeno: ridurre in maniera cruciale l’uso del fossile

A suggellare questo progetto ci ha pensato un articolo pubblicato sull’International Journal of Hydrogen Energy che parla del loro sistema brevettato di iniezione dell’idrogeno, il quale risulta essere in grado di ridurre le emissioni di anidride carbonica a soli 90 grammi per chilometro, con un calo drastico che va ben oltre l’80% rispetto alla quantità prodotta dai motori Diesel convenzionali.

“La tecnologia introdotta – ha fatto sapere il professor Kook – potrebbe svolgere un ruolo cruciale nel ridurre l’impronta di carbonio, specialmente in Australia, con industrie minerarie, agricole e altre pesanti che fanno ampio uso dei motori diesel”.

Con questo metodo è possibile utilizzare le unità Diesel esistenti e convertirle in propulsori più puliti in grado di essere alimentate a idrogeno. La scelta di adattare componenti già esistenti è molto più veloce e conveniente che attendere lo sviluppo di sistemi a celle a combustibile completamente nuovi, che potrebbero non essere disponibili in commercio su vasta scala per almeno un decennio o esserlo a prezzi nettamente alti. Con l’emergenza delle emissioni di carbonio e il cambiamento climatico, è necessario adottare soluzioni più immediate per affrontare la questione del Diesel in maniera rapida e indolore

Motore Diesel a idrogeno: le emissioni sono controllate

L’idrogeno verde, ottenuto da fonti energetiche pulite e rinnovabili come l’eolico e il solare, ha un impatto sull’ecosistema inferiore rispetto al combustibile fossile. Per riuscire nel loro lavoro i ricercatori dell’UNSW mantengono l’iniezione originale nel motore, ma aggiungono anche l’iniezione dell’idrogeno all’interno del cilindro. 

Le analisi fatte in laboratorio hanno dimostrato che la tecnica consente di controllare le condizioni della miscela nel cilindro del motore, rimuovendo, in questo modo, il problema delle emissioni nocive.

Idrogeno grezzo e minor costo

Nel processo realizzato dal team dell’UNSW, non è necessario utilizzare idrogeno di elevata purezza, differentemente da quanto accade per le convenzionali celle a combustibile dell’idrogeno, in quanto in questo caso è sufficiente una basso grado di purezza per alimentare il motore Diesel.

Rispetto ai motori Diesel odierni, la tecnologia ibrida riporta un miglioramento dell’efficienza di oltre il 26%. L’efficienza si ottiene monitorando in modo indipendente i tempi d’iniezione diretta dell’idrogeno e del Diesel. Cambia il controllo completo delle modalità di combustione, sia premiscelata che controllata dalla miscela stessa.

Il gruppo di ricerca che sta lavorando su questo processo innovativo di motore Diesel ad idrogeno si aspetta di commercializzare il nuovo sistema nei prossimi 2 anni e ha già iniziato a gettare le basi per stringere accordi con potenziali investitori nel campo dell’automotive e non solo.

Secondo quanto dichiarato dagli stessi autori, il potenziale utilizzo della nuova tecnologia è nei siti industriali che già dispongono di infrastrutture permanenti di fornitura di carburante a idrogeno. Parliamo quindi delle miniere, dove studi hanno dimostrato che circa il 30% delle emissioni di gas serra è causato dall’uso di motori Diesel, soprattutto in veicoli minerari e generatori di energia.

Il progetto dei ricercatori dell’UNSW non è l’unico progetto che guarda al futuro attraverso idrogeno. Infatti, anche i principali attori dell’industria automobilistica stanno cercando di superare le vecchie criticità legate all’alimentazione.