Sebuah tim mahasiswa teknik di Universitas Bath telah mencapai prestasi pertama di dunia dengan menjadi mahasiswa sarjana pertama yang membangun dan berhasil menjalankan mesin berbahan bakar hidrogen.
Anggota tim Bath Hydrogen, yang bertujuan untuk memecahkan rekor kecepatan di darat, menyalakan mesin prototipe mereka pada bulan Maret ketika dijalankan pada percobaan pertama.
Pencapaian ini menjadikan mereka mahasiswa sarjana pertama di dunia yang mengembangkan dan menjalankan pembakaran internal bertenaga hidrogen (atau 'H2mesin ES'). Pekerjaan mereka ditandai dengan fakta bahwa saat ini tidak ada mesin pembakaran internal bertenaga hidrogen yang tersedia secara komersial, meskipun pabrikan otomotif besar sedang mengembangkannya. teknologi.
Keberhasilan start-up
Pimpinan teknis Bath Hydrogen Nicholas Burt, yang sedang belajar untuk gelar MEng di bidang Mekanikal dengan Teknik, mengatakan, “Menghidupkan mesin untuk pertama kalinya adalah momen yang menegangkan, jadi kami sangat senang saat mesin dijalankan pada percobaan pertama. Itu adalah validasi yang luar biasa atas semua kerja keras kami.
“Kami sekarang menggunakan test bed sebelum beralih ke mengadaptasi mesin yang akan kami uji rekornya, dan kami telah belajar banyak tentang cara mendesain ulang dan merekayasa mesin tersebut melalui proses ini. Dukungan yang kami dapatkan dari sponsor awal kami dan dari seluruh Universitas sangat berharga.”
Proyek ini dimulai tahun lalu sebagai proyek desain bisnis kelompok, yang merupakan bagian dari studi anggota tim. Pada awalnya, tidak satupun dari mereka memiliki pengetahuan sebelumnya tentang bahan bakar hidrogen atau apa yang diperlukan untuk membuat mesin tersebut menjadi kenyataan.
Ketua tim Bath Hydrogen Samuel Ray, yang sedang belajar untuk gelar Meng di bidang Mekanik dengan Teknik Otomotif, mengatakan, “Kami memulai dengan membaca semua penelitian dan literatur yang dapat kami temukan, menganalisis dan membuat katalog semuanya untuk memahaminya dan memprioritaskan apa yang mungkin untuk dilakukan. kami harus melakukannya, sebagai tim yang cukup kecil.”
“Kami beruntung menerima bantuan dan peralatan dari sponsor kami, karena mesin berbahan bakar hidrogen bekerja sangat berbeda dengan mesin bensin biasa dan memerlukan suku cadang berbeda yang tidak tersedia secara komersial. Kami bekerja keras bersama Link Engine Management untuk memprogram ECU mereka agar bekerja dengan hidrogen, misalnya.”
Bath Hydrogen memilih untuk fokus pada pembuatan mobil balap bertenaga hidrogen mengingat molekul tersebut berpotensi menjadi bahan bakar nol karbon, serta larangan penjualan mobil bensin dan diesel baru mulai tahun 2035, dan karena penelitian signifikan Universitas. keahlian dalam menggunakan hidrogen sebagai bahan bakar dan media penyimpanan energi.
Prototipe berdasarkan mesin generator
Mesin Bath Hydrogen merupakan versi modifikasi dari mesin bensin satu silinder yang disumbangkan oleh Vanguard, sponsor tim. Unit ini dipilih sebagai tempat uji coba karena relatif sederhana, potensi adaptasi, dan dukungan besar dari perusahaan.
Tim merekayasa ulang mesin tersebut dengan bantuan sponsor Link Engine Management, yang menyediakan unit kontrol elektronik (ECU) spesialis, dan Clean Air Power, yang menyediakan injektor bahan bakar khusus hidrogen baru untuk mesin tersebut.
Mesin uji ini telah membantu tim menyempurnakan teknik dan kemampuannya sebelum mulai bekerja pada tahun akademik berikutnya untuk mengadaptasi mesin Ford Ecoboost 2.3 liter agar menggunakan bahan bakar hidrogen, menggunakan pembelajaran yang diperoleh dari pengembangan prototipe mesin saat ini. Unit Ford akan dipasang di mobil balap Ginetta G20, yang akan digunakan untuk mencoba berbagai rekor kelas kecepatan darat untuk mesin pembakaran internal berbahan bakar hidrogen (dikenal sebagai H2ES).
Hidrogen memiliki banyak keunggulan dibandingkan bensin sebagai bahan bakar—yang utama adalah tidak adanya CO2 produksi pada titik penggunaan—tetapi hal ini juga menghadirkan banyak tantangan. Hidrogen memiliki kepadatan energi per satuan massa yang sangat tinggi namun kepadatan energi per satuan volume yang sangat rendah, sehingga sulit untuk menyimpan bahan bakar yang cukup di dalam kendaraan. Solusinya adalah dengan menyimpan hidrogen dalam bentuk gas terkompresi pada tekanan sangat tinggi atau dalam bentuk cair pada suhu sekitar -250°C, yang keduanya menimbulkan kesulitan yang signifikan dibandingkan dengan bensin.
Rig uji tempat mesin prototipe dipasang harus dioperasikan di luar ruangan dan melalui panel kendali jarak jauh untuk memenuhi persyaratan keselamatan.
Silsilah mahasiswa teknik Bath
Tim Bath Hydrogen yang beranggotakan 15 orang terdiri dari mahasiswa tahun ketiga dan keempat yang mempelajari mata kuliah termasuk Teknik Mesin, Teknik Otomotif, Mekanik Terpadu, dan Teknik Elektro.
Tim ini dibentuk sebagai tindak lanjut dari Team Bath Racing, salah satu tim balap Formula Pelajar tersukses di Inggris, yang dibubarkan pada tahun 2022 menyusul keputusan untuk fokus pada kendaraan tanpa emisi daripada terus mengembangkan balap bermesin bensin. mobil.
Ketua tim Sam menambahkan, “Kami sangat senang dapat melanjutkan pekerjaan tim yang telah mendahului kami, karena bagi banyak dari kami, memiliki peluang luar biasa untuk merancang, merekayasa, dan bersaing dalam kendaraan kami sendiri adalah alasan besar untuk bergabung. Universitas Bath.”
Pembimbing akademis Tim, Dr. Kevin Robinson, menambahkan, “Banyak dari kita percaya bahwa mesin pembakaran internal masih memiliki peran penting dalam menuju net-zero, menggunakan hidrogen dan bahan bakar sintetis di area khusus tertentu. Menjalankan mesin prototipe telah menjadi tonggak penting dalam proyek ini.”
“Ini masih tahap awal, namun sejauh ini kami telah menyelesaikan sekitar 30 menit pengoperasian berkelanjutan, termasuk beberapa menit saat beban penuh. Semua sistem yang diterapkan bekerja dengan baik dan menghasilkan data yang berharga. Masih banyak pekerjaan yang harus dilakukan, namun ini merupakan awal yang sangat menjanjikan.”
Tim balap Bath lainnya, Team Bath Racing Electric dan Team Bath Zero yang sedang mengembangkan sepeda motor balap listrik, terus beroperasi dan mengikuti kompetisi Formula Student dan sejenisnya. Selanjutnya, tim mahasiswa teknik di Universitas merancang dan mengembangkan drone balap, roket, pemantau kualitas air, dan bahkan jantung buatan mereka sendiri.