Uma equipe de estudantes de engenharia da Universidade de Bath alcançou a primeira posição mundial ao se tornarem os primeiros alunos de graduação a construir e operar com sucesso um motor movido a hidrogênio.
Membros da equipe Bath Hydrogen, que pretendem estabelecer um recorde de velocidade em terra, ligaram seu protótipo de motor em março, quando ele funcionou na primeira tentativa.
A conquista faz deles os primeiros estudantes de graduação do mundo a desenvolver e operar uma combustão interna movida a hidrogênio (ou 'H2motor ICE'). O seu trabalho é marcado pelo facto de nenhum motor de combustão interna movido a hidrogénio estar actualmente disponível comercialmente, embora os principais fabricantes automóveis estejam a desenvolver o tecnologia.
Sucesso inicial
O líder técnico da Bath Hydrogen, Nicholas Burt, que está estudando para um mestrado em Mecânica com Engenharia, diz: “Ligar o motor pela primeira vez foi um momento estressante, por isso ficamos maravilhados quando ele funcionou na primeira tentativa. Foi uma grande validação de todo o nosso trabalho duro.
“Estamos usando uma bancada de testes agora, antes de prosseguirmos com a adaptação do motor no qual faremos a tentativa de recorde, e aprendemos muito sobre como redesenhar e projetar isso por meio desse processo. O apoio que recebemos dos nossos primeiros patrocinadores e de toda a Universidade foi inestimável.”
O projeto começou no ano passado como um projeto de design de negócios em grupo, parte dos estudos dos membros da equipe. No início, nenhum deles tinha conhecimento prévio do combustível hidrogênio ou do que era necessário para tornar o motor uma realidade.
O líder da equipe Bath Hydrogen, Samuel Ray, que está estudando para um Meng em Mecânica com Engenharia Automotiva, diz: “Começamos lendo todas as pesquisas e literatura que pudemos encontrar, analisando e catalogando tudo para entendê-lo e priorizar o que era possível para para que possamos ter sucesso, como uma equipe bastante pequena.”
“Temos a sorte de ter recebido ajuda e equipamento dos nossos patrocinadores, uma vez que os motores movidos a hidrogénio funcionam de forma muito diferente dos motores normais a gasolina e requerem peças diferentes que não estão disponíveis comercialmente. Trabalhamos duro junto com a Link Engine Management para programar sua ECU para funcionar com hidrogênio, por exemplo.”
A Bath Hydrogen optou por se concentrar na criação de um carro de corrida movido a hidrogênio, visto que a molécula é um combustível potencialmente com zero carbono, bem como na próxima proibição de vendas de novos carros a gasolina e diesel a partir de 2035, e por causa da pesquisa significativa da Universidade experiência no uso de hidrogênio como combustível e meio de armazenamento de energia.
Protótipo baseado em motor gerador
O motor Bath Hydrogen é uma versão modificada de um motor monocilíndrico a gasolina doado pela Vanguard, patrocinadora da equipe. A unidade foi selecionada como banco de testes devido à sua relativa simplicidade, potencial de adaptação e ao generoso apoio da empresa.
A equipe reprojetou o motor com a ajuda dos patrocinadores Link Engine Management, que forneceu uma unidade de controle eletrônico (ECU) especializada, e Clean Air Power, que forneceu os novos injetores de combustível específicos para hidrogênio do motor.
O motor de teste ajudou a equipa a refinar as suas técnicas e capacidades antes de começar a trabalhar, no próximo ano lectivo, na adaptação de um motor Ford Ecoboost de 2.3 litros para utilizar combustível hidrogénio, utilizando os conhecimentos adquiridos no desenvolvimento do actual protótipo do motor. A unidade da Ford será instalada em um carro de corrida Ginetta G20, que será usado para tentar vários recordes de velocidade terrestre para um motor de combustão interna movido a hidrogênio (conhecido como H2GELO).
O hidrogénio tem muitas vantagens sobre a gasolina como combustível – a principal delas é a ausência de CO2 produção no ponto de uso – mas também apresenta muitos desafios. O hidrogênio tem uma densidade de energia por unidade de massa muito alta, mas uma densidade de energia por unidade de volume muito baixa, dificultando o armazenamento de combustível suficiente no veículo. As soluções para isto passam por armazenar hidrogénio como gás comprimido a uma pressão muito elevada ou como líquido a cerca de -250°C, sendo que ambos apresentam dificuldades significativas em comparação com a gasolina.
O equipamento de teste no qual o motor protótipo está montado deve ser operado ao ar livre e através de um painel de controle remoto para cumprir os requisitos de segurança.
Pedigree de estudante de engenharia de Bath
A equipe de 15 membros do Bath Hydrogen é composta por alunos do terceiro e quarto anos que estudam cursos como Engenharia Mecânica, Engenharia Automotiva, Mecânica Integrada e Engenharia Elétrica.
A equipe foi formada como uma continuação da Team Bath Racing, uma das equipes de corrida de Fórmula Student de maior sucesso do Reino Unido, que foi encerrada em 2022 após a decisão de se concentrar em veículos com emissão zero em vez de continuar a desenvolver corridas com motor a gasolina. carros.
O líder da equipe, Sam, acrescenta: “Estamos muito satisfeitos por continuar o trabalho das equipes que vieram antes de nós, pois para muitos de nós, ter oportunidades incríveis de projetar, projetar e competir em nossos próprios veículos foi um grande motivo para ingressarmos. a Universidade de Bath.
O supervisor acadêmico da equipe, Dr. Kevin Robinson, acrescentou: “Muitos de nós acreditamos que o motor de combustão interna ainda tem um papel importante a desempenhar na direção do carbono zero, usando hidrogênio e combustíveis sintéticos em certas áreas de nicho. Colocar o motor protótipo em funcionamento foi um marco muito significativo neste projeto.”
“Ainda é cedo, mas completamos cerca de 30 minutos de operação contínua até agora, incluindo vários minutos em plena carga. Todos os sistemas implementados estão a funcionar bem e a produzir dados valiosos. Ainda há muito trabalho a fazer, mas este foi um começo muito promissor.”
As outras equipes de corrida de Bath, Team Bath Racing Electric e Team Bath Zero, que está desenvolvendo uma motocicleta elétrica de corrida, continuam operando e participando da Fórmula Student e competições equivalentes. Além disso, as equipes de estudantes de engenharia da Universidade projetam e desenvolvem seus próprios drones de corrida, foguetes, monitores de qualidade da água e até corações artificiais.