Motores de combustão movidos a hidrogênio foram projetados para alimentar uma ampla gama de veículos, de carros de corrida a barcos de recreio. Recentemente, um grupo de estudantes de engenharia da Universidade de Bath construiu com sucesso um protótipo de motor que queima hidrogênio e atualmente o está testando na esperança de estabelecer um recorde de velocidade em terra.
A equipe de engenharia da Bath Hydrogen concebeu a ideia de uma turnê de recorde mundial de motor de combustão de hidrogênio para mostrar seus esforços pioneiros no espaço do hidrogênio. A University of Bath está comprometida em se tornar líder em pesquisa, produção, armazenamento, distribuição e uso final de hidrogênio e transportadores como amônia.
Os membros da equipe Bath Hydrogen ligaram seu motor protótipo em março, quando ele funcionou na primeira tentativa. Essa conquista fez deles os primeiros estudantes de graduação do mundo a desenvolver e operar um motor de combustão interna movido a hidrogênio.
Não há motores de combustão interna movidos a hidrogênio disponíveis comercialmente no momento, o que torna seu trabalho ainda mais pioneiro. No entanto, grandes fabricantes automotivos também estão trabalhando nessa tecnologia.
“Ligar o motor pela primeira vez foi um momento estressante, então ficamos encantados quando ele funcionou na primeira tentativa. Foi uma grande validação de todo o nosso trabalho duro,” Disse o líder técnico da Bath Hydrogen, Nicholas Burt. “Estamos usando um equipamento de teste agora antes de prosseguir para adaptar o motor em que faremos a tentativa de recorde, e aprendemos muito sobre como redesenhar e projetar isso por meio desse processo. O apoio que tivemos de nossos primeiros patrocinadores e de toda a Universidade foi inestimável.”
A Bath Hydrogen decidiu concentrar seus esforços no desenvolvimento de um carro de corrida movido a hidrogênio. Essa mudança é uma resposta ao potencial da molécula de ser uma fonte de combustível de carbono zero e à proibição iminente de vendas de novos carros a gasolina e diesel a partir de 2035. A ampla experiência de pesquisa da Universidade no emprego de hidrogênio como combustível e meio de armazenamento de energia também contribuiu para essa decisão.
O motor Bath Hydrogen é uma versão modificada de um motor gerador monocilíndrico fornecido pelo patrocinador Vanguard (Briggs & Stratton). A unidade foi selecionada como um banco de testes devido à sua relativa simplicidade, potencial para adaptação e generoso suporte da empresa.
O suporte da Vanguard, da Link Engine Management, que forneceu uma unidade de controle eletrônico (ECU) especializada, e da Clean Air Power, que forneceu os novos injetores de combustível específicos para hidrogênio do motor, definitivamente desempenhou um papel crucial neste projeto.
A equipe está usando o motor de teste para refinar suas técnicas e capacidades antes de passar para o próximo projeto com o motor Ford Ecoboost de 2,3 litros para usar combustível de hidrogênio, usando aprendizados obtidos do desenvolvimento do protótipo de motor atual. A unidade Ford será instalada em um carro de corrida Ginetta G20, que será usado para tentar vários recordes de velocidade em terra com o motor de combustão interna movido a hidrogênio (conhecido como H2ICE).
Embora o hidrogênio tenha inúmeras vantagens sobre a gasolina, como sua compatibilidade ecológica devido à ausência de produção de CO2, ele de fato apresenta vários desafios. Um dos mais significativos é sua baixa densidade de energia por unidade de volume, o que torna desafiador armazenar combustível suficiente no veículo. Para superar isso, o hidrogênio precisa ser armazenado como um gás comprimido em alta pressão ou um líquido em temperaturas extremamente baixas, ambos os quais têm seu próprio conjunto de desafios em comparação à gasolina.
A equipe de Bath trabalhando na modificação do motor para funcionar com hidrogênio tem uma tarefa e tanto em mãos. Além de descobrir como fazer o motor funcionar com hidrogênio, eles também têm que levar em conta os desafios associados ao uso de hidrogênio como combustível. Os planos da equipe envolvem incorporar um sistema de abastecimento que atenda aos padrões da FIA e um sistema de supressão de incêndio para garantir a segurança. A partir de agora, o motor protótipo está montado em um carrinho e é controlado remotamente para cumprir com os regulamentos de segurança.
A equipe Hydrogen é composta por 15 alunos do terceiro e quarto anos que têm experiência em vários campos da engenharia, como engenharia automotiva e elétrica. Esta equipe é uma das sucessoras da equipe de corrida Team Bath Formula Student da Universidade, que foi descontinuada em 2022 para se concentrar em veículos de emissão zero.
O supervisor acadêmico da equipe, Dr. Kevin Robinson, acrescentou: “Muitos de nós acreditamos que o motor de combustão interna ainda tem um papel importante a desempenhar na mudança para o net zero, usando hidrogênio e combustíveis sintéticos em certas áreas de nicho. Colocar o motor protótipo em funcionamento foi um marco muito significativo neste projeto. Ainda é cedo, mas completamos cerca de três horas de operação contínua até agora, incluindo vários minutos em carga máxima. Todos os sistemas colocados em prática estão funcionando bem e produzindo dados valiosos. Ainda há muito trabalho a ser feito, mas este foi um começo muito promissor”.
Bath tem várias equipes de engenharia estudantil trabalhando em vários projetos inovadores, incluindo equipes de corrida como Team Bath Racing Electric e Team Bath Zero. Além disso, outras equipes estão trabalhando em projetos exclusivos como drones de corrida, foguetes, monitores de qualidade da água e até corações artificiais.
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