Một nhóm sinh viên kỹ thuật tại Đại học Bath đã đạt được thành tích đầu tiên trên thế giới khi trở thành những sinh viên đại học đầu tiên chế tạo và vận hành thành công động cơ chạy bằng nhiên liệu hydro.
Các thành viên của nhóm Bath Hydrogen, những người đang đặt mục tiêu lập kỷ lục tốc độ trên mặt đất, đã bật động cơ nguyên mẫu của họ vào tháng 3 khi nó chạy trong lần thử đầu tiên.
Thành tích này giúp họ trở thành những sinh viên đại học đầu tiên trên thế giới phát triển và vận hành động cơ đốt trong chạy bằng hydro (hoặc 'H2động cơ ICE'). Công việc của họ được đánh dấu bằng thực tế là hiện tại không có động cơ đốt trong chạy bằng hydro nào được thương mại hóa, mặc dù các nhà sản xuất ô tô lớn đang phát triển động cơ này. công nghệ.
Khởi nghiệp thành công
Nicholas Burt, trưởng nhóm kỹ thuật của Bath Hydrogen, người đang theo học chương trình MEng về Cơ khí và Kỹ thuật, cho biết: “Khởi động động cơ lần đầu tiên là một khoảnh khắc căng thẳng, vì vậy chúng tôi rất vui khi nó chạy ở lần thử đầu tiên. Đó là sự xác nhận tuyệt vời cho tất cả công việc khó khăn của chúng tôi.
“Chúng tôi hiện đang sử dụng giường thử nghiệm trước khi chuyển sang điều chỉnh động cơ mà chúng tôi sẽ thử lập kỷ lục và chúng tôi đã học được rất nhiều về cách thiết kế lại và thiết kế thông qua quá trình này. Sự hỗ trợ mà chúng tôi có được từ các nhà tài trợ ban đầu và từ khắp trường Đại học là vô giá.”
Dự án bắt đầu vào năm ngoái như một dự án thiết kế kinh doanh theo nhóm, một phần trong nghiên cứu của các thành viên trong nhóm. Ngay từ đầu, không ai trong số họ có kiến thức trước về nhiên liệu hydro hoặc những gì cần thiết để biến động cơ thành hiện thực.
Trưởng nhóm Bath Hydrogen, Samuel Ray, người đang theo học ngành Cơ khí với Kỹ thuật Ô tô, cho biết: “Chúng tôi bắt đầu bằng cách đọc tất cả các nghiên cứu và tài liệu mà chúng tôi có thể tìm thấy, phân tích và lập danh mục tất cả để hiểu và ưu tiên những gì có thể cho chúng tôi sẽ thành công với tư cách là một nhóm khá nhỏ.”
“Chúng tôi thật may mắn khi nhận được sự giúp đỡ và thiết bị từ các nhà tài trợ, vì động cơ chạy bằng nhiên liệu hydro hoạt động rất khác so với động cơ chạy bằng xăng thông thường và yêu cầu các bộ phận khác không có sẵn trên thị trường. Chẳng hạn, chúng tôi đã làm việc chăm chỉ cùng với Link Engine Management để lập trình ECU của họ hoạt động với hydro.”
Bath Hydrogen đã chọn tập trung vào việc tạo ra một chiếc xe đua chạy bằng hydro vì phân tử này là một loại nhiên liệu có khả năng không có carbon, cũng như lệnh cấm bán xe chạy bằng xăng và dầu diesel mới sắp ra mắt từ năm 2035 và vì nghiên cứu quan trọng của trường Đại học. chuyên môn trong việc sử dụng hydro làm phương tiện lưu trữ nhiên liệu và năng lượng.
Nguyên mẫu dựa trên động cơ máy phát điện
Động cơ Bath Hydrogen là phiên bản sửa đổi của động cơ xăng xi-lanh đơn do Vanguard, nhà tài trợ của đội tài trợ. Thiết bị này được chọn làm nơi thử nghiệm do tính đơn giản tương đối, khả năng thích ứng và sự hỗ trợ hào phóng của công ty.
Nhóm đã thiết kế lại động cơ với sự trợ giúp từ các nhà tài trợ Link Engine Management, người đã cung cấp bộ điều khiển điện tử (ECU) chuyên dụng và Clean Air Power, cung cấp kim phun nhiên liệu dành riêng cho hydro mới cho động cơ.
Động cơ thử nghiệm đã giúp nhóm hoàn thiện các kỹ thuật và khả năng của mình trước khi bắt tay vào làm việc trong năm học tiếp theo nhằm điều chỉnh động cơ Ford EcoBoost 2.3 lít để sử dụng nhiên liệu hydro, sử dụng những kiến thức thu được từ việc phát triển nguyên mẫu động cơ hiện tại. Đơn vị Ford sẽ được lắp đặt trong một chiếc xe đua Ginetta G20, chiếc xe này sẽ được sử dụng để thử các kỷ lục tốc độ trên mặt đất khác nhau cho động cơ đốt trong chạy bằng nhiên liệu hydro (được gọi là động cơ H).2ĐÁ).
Hydro có nhiều ưu điểm hơn xăng khi làm nhiên liệu - ưu điểm chính là không có CO2 sản xuất tại thời điểm sử dụng nhưng nó cũng đặt ra nhiều thách thức. Hydro có mật độ năng lượng rất cao trên một đơn vị khối lượng nhưng mật độ năng lượng trên một đơn vị thể tích rất thấp, khiến việc lưu trữ đủ nhiên liệu trong xe trở nên khó khăn. Giải pháp cho vấn đề này là lưu trữ hydro dưới dạng khí nén ở áp suất rất cao hoặc chất lỏng ở khoảng -250°C, cả hai đều gặp khó khăn đáng kể so với xăng.
Thiết bị thử nghiệm gắn động cơ nguyên mẫu phải được vận hành ngoài trời và thông qua bảng điều khiển từ xa để đáp ứng các yêu cầu an toàn.
Phả hệ kỹ thuật sinh viên của Bath
Nhóm Bath Hydrogen gồm 15 thành viên gồm các sinh viên năm thứ ba và thứ tư đang theo học các khóa học bao gồm Kỹ thuật Cơ khí, Kỹ thuật Ô tô, Cơ khí Tích hợp và Kỹ thuật Điện.
Đội được thành lập để tiếp nối Team Bath Racing, một trong những đội đua Công thức dành cho Sinh viên thành công nhất ở Vương quốc Anh, được thành lập vào năm 2022 sau quyết định tập trung vào các phương tiện không phát thải thay vì tiếp tục phát triển giải đua động cơ xăng. ô tô.
Trưởng nhóm Sam cho biết thêm: “Chúng tôi rất vui mừng được tiếp tục công việc của các đội đi trước, đối với nhiều người trong chúng tôi, việc có được những cơ hội tuyệt vời để thiết kế, chế tạo và cạnh tranh trên các phương tiện của chính mình là lý do chính để tham gia. Đại học Bath.”
Giám sát học thuật của Nhóm, Tiến sĩ Kevin Robinson, nói thêm: “Nhiều người trong chúng tôi tin rằng động cơ đốt trong vẫn đóng một vai trò quan trọng trong việc hướng tới mức không khí sạch, sử dụng hydro và nhiên liệu tổng hợp trong một số lĩnh vực thích hợp nhất định. Việc vận hành động cơ nguyên mẫu là một cột mốc rất quan trọng trong dự án này.”
“Mặc dù vẫn còn sớm nhưng chúng tôi đã hoàn thành khoảng 30 phút hoạt động liên tục, trong đó có vài phút ở chế độ đầy tải. Tất cả các hệ thống được đưa ra đều hoạt động tốt và đang tạo ra dữ liệu có giá trị. Vẫn còn rất nhiều việc phải làm nhưng đây là một khởi đầu rất hứa hẹn.”
Các đội đua khác của Bath, Team Bath Racing Electric và Team Bath Zero, đang phát triển xe mô tô đua điện, tiếp tục hoạt động và tham gia các cuộc thi Công thức dành cho Sinh viên và các cuộc thi tương đương. Hơn nữa, các nhóm kỹ thuật sinh viên tại trường Đại học còn thiết kế và phát triển máy bay không người lái đua, tên lửa, máy theo dõi chất lượng nước và thậm chí cả trái tim nhân tạo của riêng họ.