Idrogeno nei motori a combustione convenzionali
Molta parte del mondo e molti governi hanno individuato l'importanza di raggiungere lo scopo della riduzione della dipendenza dai carburanti fossili per svariate ragioni. L'idrogeno è una fonte di energia alternativa che sta già offrendo una potenza pulita, rinnovabile ed efficiente. Le celle di combustibile a idrogeno, forse i dispositivi più noti, hanno dovuto affrontare numerosi ostacoli. Esse richiedono alcuni miglioramenti, tra cui le riduzioni nel costo, prima che sia attuabile l'utilizzo diffuso. Allo stesso tempo, i motori a combustione interna a idrogeno (HICE) possono colmare questo vuoto. Tali motori traggono vantaggio dalla tecnologia matura dei motori a combustione interna (ICE) e, con alcune modifiche, potrebbero consentire a un motore di funzionare sia con carburanti fossili tradizionali che con idrogeno. Anche se il primo motore a combustione interna mai costruito per applicazioni mobili era alimentato con idrogeno (Isaac de Rivaz nel 1813), l'attuazione diffusa è stata lenta ad arrivare. I ricercatori europei si sono posti l'obiettivo di cambiare questa situazione, finanziando il progetto HYICE ("Optimisation of hydrogen powered internal combustion engines"). Il team comprendeva la cooperazione transatlantica con Ford e due laboratori nazionali statunitensi (Argonne- e Sandia-), pionieri nel campo HICE, per garantire il massimo vantaggio e la minima duplicazione degli sforzi. Gli scopi del progetto erano migliorare l'efficienza degli HICE e fornire motori più piccoli con prestazioni equivalenti se paragonati agli ICE standard funzionanti con carburanti fossili. Gli HICE convertono l'energia chimica direttamente in energia meccanica bruciando l'idrogeno. La miscela e la stratificazione efficienti degli strati all'interno della miscela sono parametri importanti che influiscono sull'efficienza totale del motore stesso. Gli scienziati hanno valutato due idee promettenti per la formazione della miscela. Tuttavia, al fine di sviluppare processi reali, gli scienziati hanno richiesto dinamiche fluide computazionali (CFD) idonee per modellare la formazione e la combustione della miscela, incorporando proprietà specifiche dell'idrogeno. Data la mancanza di tale strumento, il team ne ha sviluppato uno, che offre da solo un importante risultato del progetto. Il consorzio ha anche costruito una camera di miscelazione banco di prova con funzionalità di imaging avanzate e un motore ottico. Il suo utilizzo ha consentito per la prima volta una visione dettagliata delle lavorazioni di un HICE. In generale, il consorzio HYICE ha fornito una risposta alle richieste di maggiore risparmio di carburante e migliori prestazioni del motore a un prezzo ragionevole. Per quanto riguarda i costi di produzione e il consumo di carburante, gli HICE possono battere anche i motori moderni alimentati a benzina o diesel. La tecnologia di HYICE offre la possibilità di realizzare rapidamente veicoli a idrogeno prodotti in massa quando l'infrastruttura e la politica sono pronte.