Satu pasukan pelajar kejuruteraan di Universiti Bath telah mencapai yang pertama di dunia dengan menjadi mahasiswa pertama yang membina dan berjaya menjalankan enjin bahan api hidrogen.
Ahli pasukan Bath Hydrogen, yang menyasarkan untuk mencipta rekod kelajuan darat, menghidupkan enjin prototaip mereka pada bulan Mac apabila ia dijalankan pada percubaan pertama.
Pencapaian itu menjadikan mereka pelajar sarjana pertama di dunia yang membangunkan dan menjalankan pembakaran dalaman berkuasa hidrogen (atau 'H2enjin ICE'). Kerja mereka ditandakan oleh fakta bahawa tiada enjin pembakaran dalaman berkuasa hidrogen tersedia secara komersial pada masa ini, walaupun pengeluar automotif utama sedang membangunkan teknologi.
Kejayaan permulaan
Pemimpin teknikal Bath Hydrogen, Nicholas Burt, yang sedang belajar untuk MEng dalam Mekanikal dengan Kejuruteraan, berkata, "Memulakan enjin buat kali pertama adalah detik yang menegangkan, jadi kami gembira apabila ia berjalan pada percubaan pertama. Ia adalah pengesahan hebat semua kerja keras kami.
“Kami menggunakan katil ujian sekarang sebelum beralih kepada menyesuaikan enjin yang akan kami lakukan percubaan rekod, dan kami telah belajar banyak tentang cara mereka bentuk semula dan merekayasanya melalui proses ini. Sokongan yang kami perolehi daripada penaja awal kami dan dari seluruh Universiti adalah tidak ternilai.”
Projek ini bermula tahun lepas sebagai projek reka bentuk perniagaan kumpulan, sebahagian daripada kajian ahli pasukan. Pada awalnya, tiada seorang pun daripada mereka mempunyai pengetahuan awal tentang bahan api hidrogen atau apa yang diperlukan untuk menjadikan enjin itu satu realiti.
Ketua pasukan Bath Hydrogen Samuel Ray, yang sedang belajar untuk Meng dalam Mekanikal dengan Kejuruteraan Automotif, berkata, "Kami bermula dengan membaca semua penyelidikan dan literatur yang kami dapati, menganalisis dan mengkatalogkan semuanya untuk memahaminya dan mengutamakan apa yang mungkin untuk kami untuk menarik diri, sebagai pasukan yang agak kecil.”
“Kami bertuah kerana menerima bantuan dan peralatan daripada penaja kami, kerana enjin bahan api hidrogen berfungsi dengan sangat berbeza daripada petrol biasa dan memerlukan bahagian berbeza yang tidak tersedia secara komersial. Kami bekerja keras bersama Pengurusan Enjin Pautan untuk memprogramkan ECU mereka untuk berfungsi dengan hidrogen, sebagai contoh.
Bath Hydrogen memilih untuk menumpukan pada penciptaan kereta lumba berkuasa hidrogen memandangkan molekul itu berpotensi sebagai bahan api sifar karbon, serta pengharaman akan datang terhadap penjualan kereta petrol dan diesel baharu mulai 2035, dan kerana penyelidikan penting Universiti kepakaran dalam menggunakan hidrogen sebagai bahan api dan medium simpanan tenaga.
Prototaip berdasarkan enjin penjana
Enjin Bath Hydrogen ialah versi diubah suai bagi enjin petrol satu silinder yang disumbangkan oleh Vanguard, penaja pasukan itu. Unit ini dipilih sebagai tempat ujian kerana kesederhanaan relatifnya, potensi untuk penyesuaian dan sokongan murah hati syarikat.
Pasukan itu merekayasa semula enjin itu dengan bantuan daripada penaja Link Engine Management, yang menyediakan unit kawalan elektronik (ECU) pakar dan Clean Air Power, yang menyediakan penyuntik bahan api khusus hidrogen baharu enjin itu.
Enjin ujian telah membantu pasukan memperhalusi teknik dan keupayaannya sebelum mula bekerja pada tahun akademik seterusnya untuk menyesuaikan enjin Ford Ecoboost 2.3 liter untuk menggunakan bahan api hidrogen, menggunakan pembelajaran yang diperoleh daripada membangunkan prototaip enjin semasa. Unit Ford akan dipasang dalam kereta lumba Ginetta G20, yang akan digunakan untuk mencuba pelbagai rekod kelas kelajuan darat untuk enjin pembakaran dalaman bahan api hidrogen (dikenali sebagai H2ICE).
Hidrogen mempunyai banyak kelebihan berbanding petrol sebagai bahan api—yang utama ialah tiada CO2 pengeluaran pada titik penggunaan-tetapi ia juga memberikan banyak cabaran. Hidrogen mempunyai ketumpatan tenaga yang sangat tinggi per unit jisim tetapi ketumpatan tenaga yang sangat rendah per unit isipadu, menjadikannya sukar untuk menyimpan bahan api yang mencukupi di dalam kenderaan. Penyelesaian untuk ini adalah sama ada untuk menyimpan hidrogen sebagai gas termampat pada tekanan sangat tinggi atau cecair pada sekitar -250°C, kedua-duanya memberikan kesukaran yang ketara berbanding petrol.
Rig ujian di mana enjin prototaip dipasang mesti dikendalikan di luar dan melalui panel kawalan jauh untuk memenuhi keperluan keselamatan.
Silsilah kejuruteraan pelajar Bath
Pasukan Bath Hydrogen seramai 15 orang terdiri daripada pelajar tahun tiga dan empat yang belajar kursus termasuk Kejuruteraan Mekanikal, Kejuruteraan Automotif, Mekanikal Bersepadu dan Kejuruteraan Elektrik.
Pasukan itu dibentuk sebagai susulan kepada Team Bath Racing, salah satu pasukan perlumbaan Formula Pelajar paling berjaya di UK, yang digulung pada 2022 berikutan keputusan untuk menumpukan pada kenderaan sifar pelepasan dan bukannya terus membangunkan perlumbaan berenjin petrol. kereta.
Ketua pasukan Sam menambah, "Kami sangat berbesar hati untuk meneruskan kerja pasukan yang telah mendahului kami, kerana kebanyakan daripada kami, mempunyai peluang yang menakjubkan untuk mereka bentuk, kejuruteraan dan bersaing dalam kenderaan kami sendiri merupakan sebab besar untuk menyertai Universiti Bath.”
Penyelia akademik Pasukan, Dr. Kevin Robinson, menambah, “Ramai di antara kita percaya bahawa enjin pembakaran dalaman masih mempunyai peranan penting untuk dimainkan dalam bergerak ke arah sifar bersih, menggunakan bahan api hidrogen dan sintetik di kawasan khusus tertentu. Menjalankan enjin prototaip telah menjadi peristiwa penting dalam projek ini."
“Masih awal, tetapi kami telah menyelesaikan kira-kira 30 minit operasi berterusan setakat ini, termasuk beberapa minit pada muatan penuh. Semua sistem yang disediakan berfungsi dengan baik dan menghasilkan data yang berharga. Masih banyak kerja yang perlu dilakukan, tetapi ini merupakan permulaan yang sangat menjanjikan.”
Pasukan perlumbaan Bath yang lain, Team Bath Racing Electric dan Team Bath Zero, yang sedang membangunkan motosikal perlumbaan elektrik, terus beroperasi dan menyertai pertandingan Pelajar Formula dan setara. Selanjutnya, pasukan kejuruteraan pelajar di Universiti mereka bentuk dan membangunkan dron perlumbaan mereka sendiri, roket, pemantau kualiti air, dan juga jantung tiruan.