Une équipe d'étudiants en ingénierie de l'Université de Bath a réalisé une première mondiale en devenant les premiers étudiants de premier cycle à construire et à faire fonctionner avec succès un moteur à hydrogène.
Les membres de l'équipe Bath Hydrogen, qui visent à établir un record de vitesse sur terre, ont allumé leur prototype de moteur en mars lors de son premier essai.
Cet exploit fait d'eux les premiers étudiants de premier cycle au monde à développer et à faire fonctionner un moteur à combustion interne alimenté à l'hydrogène (ou 'H2Moteur ICE'). Leurs travaux sont marqués par le fait qu'aucun moteur à combustion interne fonctionnant à l'hydrogène n'est actuellement disponible dans le commerce, même si de grands constructeurs automobiles développent ce type de moteur. sans souci.
Succès de démarrage
Nicholas Burt, responsable technique de Bath Hydrogen, qui étudie pour une maîtrise en mécanique avec ingénierie, déclare : « Le démarrage du moteur pour la première fois a été un moment angoissant, nous avons donc été ravis lorsqu'il a fonctionné dès la première tentative. Ce fut une belle validation de tout notre travail acharné.
« Nous utilisons actuellement un banc d'essai avant de passer à l'adaptation du moteur avec lequel nous tenterons de réaliser le record, et nous avons beaucoup appris sur la façon de repenser et de concevoir cela grâce à ce processus. Le soutien que nous avons reçu de nos premiers sponsors et de toute l’Université a été inestimable.
Le projet a débuté l'année dernière en tant que projet de conception d'entreprise en groupe, faisant partie des études des membres de l'équipe. Au départ, aucun d’entre eux n’avait de connaissances préalables sur le carburant hydrogène ou sur ce qui était nécessaire pour faire du moteur une réalité.
Samuel Ray, chef d'équipe de Bath Hydrogen, qui étudie pour un Meng en mécanique avec génie automobile, déclare : « Nous avons commencé par lire toutes les recherches et la littérature que nous avons pu trouver, les analyser et les cataloguer pour les comprendre et hiérarchiser ce qui était possible pour nous de réussir, en tant qu’équipe assez petite.
« Nous avons la chance d'avoir reçu l'aide et l'équipement de nos sponsors, car les moteurs à hydrogène fonctionnent très différemment des moteurs à essence normaux et nécessitent des pièces différentes qui ne sont pas disponibles dans le commerce. Nous avons travaillé dur aux côtés de Link Engine Management pour programmer leur calculateur pour qu'il fonctionne avec de l'hydrogène, par exemple.
Bath Hydrogen a choisi de se concentrer sur la création d'une voiture de course alimentée à l'hydrogène, compte tenu du fait que la molécule est un carburant potentiellement sans carbone, ainsi que de l'interdiction prochaine de la vente de nouvelles voitures essence et diesel à partir de 2035, et en raison des recherches importantes de l'Université. expertise dans l’utilisation de l’hydrogène comme carburant et support de stockage d’énergie.
Prototype basé sur un moteur générateur
Le moteur Bath Hydrogen est une version modifiée d'un moteur essence monocylindre offert par Vanguard, sponsor de l'équipe. L'unité a été sélectionnée comme banc d'essai en raison de sa relative simplicité, de son potentiel d'adaptation et du généreux soutien de l'entreprise.
L'équipe a repensé le moteur avec l'aide des sponsors Link Engine Management, qui a fourni une unité de commande électronique (ECU) spécialisée, et Clean Air Power, qui a fourni les nouveaux injecteurs de carburant spécifiques à l'hydrogène du moteur.
Le moteur d'essai a aidé l'équipe à affiner ses techniques et ses capacités avant de se mettre au travail au cours de la prochaine année universitaire sur l'adaptation d'un moteur Ford Ecoboost de 2.3 litres pour utiliser de l'hydrogène, en utilisant les enseignements tirés du développement du prototype de moteur actuel. L'unité Ford sera installée dans une voiture de course Ginetta G20, qui sera utilisée pour tenter divers records de vitesse sur terre pour un moteur à combustion interne alimenté à l'hydrogène (connu sous le nom de H2GLACE).
L'hydrogène présente de nombreux avantages par rapport à l'essence en tant que carburant, le principal étant l'absence de CO.2 production au point d’utilisation, mais cela présente également de nombreux défis. L’hydrogène a une densité énergétique par unité de masse très élevée mais une densité énergétique par unité de volume très faible, ce qui rend difficile le stockage d’une quantité suffisante de carburant dans le véhicule. Les solutions à ce problème consistent soit à stocker l’hydrogène sous forme de gaz comprimé à très haute pression, soit sous forme liquide à environ -250°C, deux solutions qui présentent des difficultés importantes par rapport à l’essence.
Le banc d'essai sur lequel le prototype de moteur est monté doit être utilisé à l'extérieur et via un panneau de commande à distance pour répondre aux exigences de sécurité.
Pedigree des étudiants en ingénierie de Bath
L'équipe de Bath Hydrogen, composée de 15 personnes, est composée d'étudiants de troisième et quatrième années qui étudient des cours tels que le génie mécanique, le génie automobile, le génie mécanique intégré et le génie électrique.
L'équipe a été créée pour faire suite à Team Bath Racing, l'une des équipes de course Formula Student les plus titrées du Royaume-Uni, qui a été dissoute en 2022 suite à la décision de se concentrer sur les véhicules zéro émission au lieu de continuer à développer des courses à moteur essence. voitures.
Sam, le chef d'équipe, ajoute : « Nous sommes très heureux de poursuivre le travail des équipes qui nous ont précédés, car pour beaucoup d'entre nous, avoir des opportunités incroyables de concevoir, d'élaborer et de concourir avec nos propres véhicules était l'une des principales raisons de nous rejoindre. l'Université de Bath.
Le superviseur académique de l'équipe, le Dr Kevin Robinson, a ajouté : « Beaucoup d'entre nous pensent que le moteur à combustion interne a encore un rôle important à jouer dans la transition vers la carboneutralité, en utilisant l'hydrogène et les carburants synthétiques dans certains domaines de niche. La mise en marche du moteur prototype a été une étape très importante dans ce projet.
« Il est encore tôt, mais nous avons jusqu'à présent réalisé environ 30 minutes de fonctionnement continu, dont plusieurs minutes à pleine charge. Tous les systèmes mis en place fonctionnent bien et produisent des données précieuses. Il y a encore beaucoup de travail à faire, mais c’est un début très prometteur. »
Les autres équipes de course de Bath, Team Bath Racing Electric et Team Bath Zero, qui développent une moto de course électrique, continuent d'opérer et de participer à des compétitions Formula Student et équivalentes. De plus, les équipes d'étudiants ingénieurs de l'Université conçoivent et développent leurs propres drones de course, fusées, moniteurs de qualité de l'eau et même des cœurs artificiels.