Wodór stanowi potencjalną alternatywę dla paliw konwencjonalnych i e-paliw stosowanych w silnikach spalinowych. W ramach studium przeprowadzonego przez Porsche Engineering, zespół ekspertów przeanalizował potencjał silników spalinowych zasilanych wodorem. W rezultacie powstał wysokowydajny układ napędowy, którego emisja spalin jest na tym samym poziomie co powietrze otoczenia.

Niemiecki producent samochodów Porsche rozpoczął prace nad komercyjnymi silnikami wodorowymi, które mają mieć taką samą moc i moment obrotowy jak ich benzynowe odpowiedniki.

Firma opracowała prototypowy silnik wodorowy o mocy 440KW – na równi z jednostką benzynową, został już przetestowany – samochód uzyskał maksymalną prędkość 261km/h (162mph).

Aby zapewnić jak najniższą emisję zanieczyszczeń zastosowano zimne spalanie.

– Eksploatacja nie ma negatywnego wpływu na środowisko – powiedział Matthias Böger, Specialist Engineer Engine Simulation Porsche.

Emisja na takim samym poziomie jak powietrze otoczenia

Oprócz ledwie mierzalnych emisji silnik wodorowy oferuje wysoką wydajność w cyklu pomiarowym WLTP, a także w cyklach istotnych dla klienta, dzięki oszczędnemu spalaniu.

Koszt wodorowego układu napędowego w produkcji seryjnej mógłby być porównywalny z kosztem silnika benzynowego. Chociaż układ turbodoładowania i szereg elementów mechanicznych silnika wodorowego jest bardziej złożony, a przez to droższy – ale nie ma potrzeby stosowania oczyszczania spalin wymaganej dla silnika benzynowego w ramach normy Euro 7.

Zespół Porsche Engineering był w stanie przeprowadzić wszystkie testy wirtualnie, a więc bardzo efektywnie. Podstawę stanowił ustalony proces symulacji oraz bogate doświadczenie firmy w zakresie modelowania i obliczeń.

– Od początkowego pomysłu do zakończenia badań zajęło nam to zaledwie sześć miesięcy. Obejmowało to fundamentalne prace, takie jak stworzenie nowych modeli symulacyjnych uwzględniających odmienne właściwości chemiczne i fizyczne wodoru w porównaniu z benzyną – mówi Vincenzo Bevilacqua, Senior Expert Engine Simulation.

Spektrum wodorowych korzyści

Silnik wodorowy prawdopodobnie nie wejdzie do produkcji w obecnej formie, ale to i tak nie było celem projektu. Zamiast tego skupiono się na zbadaniu potencjału technicznego alternatywnej technologii napędowej i rozszerzeniu możliwości istniejących narzędzi inżynierskich.

– Badanie pozwoliło nam zdobyć cenne spostrzeżenia w odniesieniu do rozwoju wysokowydajnych silników wodorowych oraz dodać modele i metody dedykowane dla wodoru do naszej metodologii symulacji – wyjaśnia Bevilacqua.

– Z tym know-how jesteśmy gotowi do efektywnej obsługi przyszłych projektów klientów – dodaje ekspert.

Zespół inżynierów Porsche ujawnił również, że istnieje bardzo mała różnica w cenie opracowania silnika wodorowego, w porównaniu z jego standardowym silnikiem benzynowym – odrzucając kolejną barierę dla powszechnego przyjęcia.

– Tym samym zrealizowaliśmy nasz samodzielnie postawiony cel projektu: opracowanie czystego, ekonomicznego i sportowego silnika wodorowego – podsumował Bevilacqua.

Źródło: Porsche