O hidrogênio é um combustível que não emite gases de efeito estufa.
Ele pode ser uma alternativa sustentável para o futuro da energia, tanto no setor marítimo quanto no de geração de eletricidade. Mas como usar o hidrogênio em motores que funcionam com gás natural? É isso que um grupo de pesquisadores japoneses propõe em um estudo recente.
O objetivo dos pesquisadores é desenvolver uma tecnologia simples e barata para adaptar motores a gás natural para operar com hidrogênio. A tecnologia consiste em instalar apenas um sistema de fornecimento de hidrogênio na entrada de ar de um motor comercial de queima pobre com um sistema de pré-câmara/ignição por faísca. O motor de queima pobre é um tipo de motor que usa uma mistura de ar e combustível mais diluída do que o normal, reduzindo as emissões de poluentes.
Os pesquisadores realizaram experimentos em um motor de seis cilindros movido a gás natural com o sistema de pré-câmara/ignição por faísca, adaptado com o sistema de injeção de hidrogênio. Eles compararam o desempenho do motor sob operação com 100% de hidrogênio e com gás de cidade, sob diferentes condições de carga e de mistura de hidrogênio. Eles avaliaram as características de combustão, as emissões de óxido de nitrogênio (NOx), a eficiência térmica e a tensão de ruptura da vela de ignição do motor.
Os resultados mostraram que a tecnologia proposta permite uma combustão estável, baixas emissões de NOx e alta eficiência térmica para a operação com hidrogênio. Além disso, os pesquisadores encontraram os limites superiores de carga e de mistura de hidrogênio para os quais não ocorre combustão anormal, que pode danificar o motor. Esses limites são uma pressão média efetiva do freio (BMEP) de 1,0 MPa sob operação com 100% de hidrogênio, e uma razão de mistura de hidrogênio de 75% em base de valor calorífico sob carga máxima de BMEP de 1,36 MPa.
O estudo é um passo importante para o aproveitamento do hidrogênio como fonte de energia limpa e renovável. A tecnologia proposta oferece uma flexibilidade de escolha de combustível, permitindo que os motores operem com gás natural ou hidrogênio, dependendo da disponibilidade da cadeia de fornecimento de hidrogênio. Isso pode ser útil tanto para navios movidos a gás natural liquefeito (GNL), que poderiam ser convertidos para hidrogênio no futuro, quanto para sistemas de cogeração a gás natural, que já são amplamente utilizados.
O estudo foi publicado na revista científica International Journal of Hydrogen Energy. Os autores são pesquisadores da Universidade de Tóquio, da Universidade de Kyushu, da Universidade de Osaka e da Agência de Ciência e Tecnologia Marinha e Terrestre do Japão.
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