Un equipo de estudiantes de ingeniería de la Universidad de Bath logró una primicia mundial al convertirse en los primeros estudiantes universitarios en construir y operar con éxito un motor alimentado con hidrógeno.
Los miembros del equipo de Bath Hydrogen, que pretenden establecer un récord de velocidad en tierra, encendieron su prototipo de motor en marzo cuando funcionó en el primer intento.
El logro los convierte en los primeros estudiantes universitarios del mundo en desarrollar y ejecutar una combustión interna impulsada por hidrógeno (o 'H2motor ICE'). Su trabajo se caracteriza por el hecho de que actualmente no hay ningún motor de combustión interna propulsado por hidrógeno disponible comercialmente, aunque los principales fabricantes de automóviles están desarrollando el la tecnología.
Éxito de la puesta en marcha
El líder técnico de Bath Hydrogen, Nicholas Burt, que estudia una maestría en Mecánica con Ingeniería, dice: “Arrancar el motor por primera vez fue un momento estresante, por lo que quedamos encantados cuando funcionó en el primer intento. Fue una gran validación de todo nuestro arduo trabajo.
“Estamos utilizando un banco de pruebas ahora antes de pasar a adaptar el motor con el que intentaremos batir el récord, y hemos aprendido mucho sobre cómo rediseñarlo y diseñarlo a través de este proceso. El apoyo que hemos recibido de nuestros primeros patrocinadores y de toda la Universidad ha sido invaluable”.
El proyecto comenzó el año pasado como un proyecto de diseño empresarial grupal, como parte de los estudios de los miembros del equipo. Al principio, ninguno de ellos tenía conocimientos previos sobre el combustible de hidrógeno ni sobre lo que se necesitaba para hacer realidad el motor.
El líder del equipo de Bath Hydrogen, Samuel Ray, que estudia para Meng en Mecánica con Ingeniería Automotriz, dice: “Comenzamos leyendo toda la investigación y la literatura que pudimos encontrar, analizándola y catalogándola toda para comprenderla y priorizar lo que era posible para "Nosotros lo logramos, como un equipo bastante pequeño".
“Tenemos suerte de haber recibido ayuda y equipamiento de nuestros patrocinadores, ya que los motores de hidrógeno funcionan de manera muy diferente a los de gasolina normales y requieren piezas diferentes que no están disponibles comercialmente. Trabajamos duro junto con Link Engine Management para programar su ECU para que funcione con hidrógeno, por ejemplo”.
Bath Hydrogen decidió centrarse en la creación de un coche de carreras propulsado por hidrógeno a la luz de que la molécula es un combustible potencialmente libre de carbono, así como de la próxima prohibición de las ventas de coches nuevos de gasolina y diésel a partir de 2035, y debido a la importante investigación de la Universidad. Experiencia en el uso del hidrógeno como combustible y medio de almacenamiento de energía.
Prototipo basado en motor generador.
El motor Bath Hydrogen es una versión modificada de un motor de gasolina monocilíndrico donado por Vanguard, patrocinador del equipo. La unidad fue seleccionada como banco de pruebas debido a su relativa simplicidad, potencial de adaptación y el generoso apoyo de la empresa.
El equipo rediseñó el motor con la ayuda de los patrocinadores Link Engine Management, que proporcionó una unidad de control electrónico (ECU) especializada, y Clean Air Power, que proporcionó los nuevos inyectores de combustible específicos de hidrógeno del motor.
El motor de prueba ha ayudado al equipo a perfeccionar sus técnicas y capacidades antes de ponerse a trabajar en el próximo año académico en la adaptación de un motor Ford Ecoboost de 2.3 litros para usar combustible de hidrógeno, utilizando los conocimientos adquiridos durante el desarrollo del prototipo de motor actual. La unidad Ford se instalará en un coche de carreras Ginetta G20, que se utilizará para intentar varios récords de velocidad en tierra para un motor de combustión interna alimentado con hidrógeno (conocido como H2HIELO).
El hidrógeno tiene muchas ventajas sobre la gasolina como combustible; la principal es la ausencia de CO2 producción en el punto de uso, pero también presenta muchos desafíos. El hidrógeno tiene una densidad de energía muy alta por unidad de masa pero una densidad de energía muy baja por unidad de volumen, lo que dificulta almacenar suficiente combustible en el vehículo. Las soluciones a esto son almacenar hidrógeno como gas comprimido a muy alta presión o como líquido a alrededor de -250°C, los cuales presentan importantes dificultades en comparación con la gasolina.
El banco de pruebas en el que se monta el motor prototipo debe funcionar al aire libre y a través de un panel de control remoto para cumplir con los requisitos de seguridad.
Pedigrí de estudiantes de ingeniería de Bath
El equipo de 15 miembros de Bath Hydrogen está formado por estudiantes de tercer y cuarto año que estudian cursos que incluyen Ingeniería Mecánica, Ingeniería Automotriz, Ingeniería Mecánica Integrada e Ingeniería Eléctrica.
El equipo se formó como continuación del Team Bath Racing, uno de los equipos de carreras de Fórmula Student más exitosos del Reino Unido, que se disolvió en 2022 tras la decisión de centrarse en vehículos de cero emisiones en lugar de seguir desarrollando carreras con motores de gasolina. carros.
El líder del equipo Sam agrega: "Estamos muy contentos de continuar el trabajo de los equipos que nos precedieron, ya que para muchos de nosotros, tener oportunidades increíbles para diseñar, diseñar y competir en nuestros propios vehículos fue una gran razón para unirnos". la Universidad de Bath”.
El supervisor académico del equipo, el Dr. Kevin Robinson, añadió: “Muchos de nosotros creemos que el motor de combustión interna todavía tiene un papel importante que desempeñar en el avance hacia el cero neto, utilizando hidrógeno y combustibles sintéticos en ciertas áreas específicas. Poner en funcionamiento el motor prototipo ha sido un hito muy importante en este proyecto”.
“Aún es pronto, pero hasta ahora hemos completado unos 30 minutos de funcionamiento continuo, incluidos varios minutos a plena carga. Todos los sistemas implementados están funcionando bien y están produciendo datos valiosos. Aún queda mucho trabajo por hacer, pero este ha sido un comienzo muy prometedor”.
Los otros equipos de carreras de Bath, Team Bath Racing Electric y Team Bath Zero, que está desarrollando una motocicleta de carreras eléctrica, continúan operando y participando en Formula Student y competencias equivalentes. Además, los equipos de estudiantes de ingeniería de la Universidad diseñan y desarrollan sus propios drones de carreras, cohetes, monitores de calidad del agua e incluso corazones artificiales.