siestema dual -hidrogeno diesel

Sistema dual hidrógeno-diésel como mejora de motores existentes:

Mientras las células de combustible se presentan como el futuro de una fuente de energía sostenible y limpia para el sector del transporte, los avances sobre motores de combustión interna de hidrógeno y motores basados en mezclas hidrógeno/hidrocarburos también están sufriendo avances importantes.
El hidrógeno puede contribuirpotencialmente en la reducción de emisiones de los motores de combustión interna, a la vez que desplazan una fracción de combustible fósil.
El uso de carburantes alternativos ha sido explorado en su mayoría para los motores diésel, y en menor medida para motores de ignición mediante chispa (gasolina) incluyendo estrategias de combustión conjunta (en inglés “dual-fuel systems”) con hidrógeno comouno de los combustibles. La preferencia de uso de motores diésel respecto al Otto es debida a que los motores diésel tienen unos consumos de combustible (y por lo tanto emisiones de CO2) menores en comparación con los motores de gasolina.
Desgraciadamente, no existen o bien por el momento no son fácilmente localizables, los estudios sobre sistemas duales en los que tenga presencia el fuel oíl,combustible comúnmente usado en los buques. Y aunque muchos autores aseguran que estos sistemas “dual-fuel” con hidrógeno son aplicables a cualquier tipo de combustible derivado del petróleo no parece ser un carburante adecuado para esta técnica debido a las propiedades del fuel.
Para combustibles como fuel-oíl suele utilizarse otro sistema “dual” que consiste en la quema de fuel-oíl líquido y gas.El principio de funcionamiento es exactamente el mismo, se inyecta el fuel-oíl directamente a la cámara, mientras que se inyecta el otro fluido en la entrada de aire al motor.
En la imagen puede observarse un motor de la marca Wärtsilä, en la fase de admisión, trabajando con dos combustibles.

Este esquema podría ser válido para cualquier combustible quemando simultáneamente, aunque no seríala única configuración posible, ya que existen distintas maneras de introducir el combustible en la cámara de combustión.
En el sector marítimo también son usados los motores diesel, tanto para la propulsión como para la generación de electricidad, en los que sería aplicable la tecnología de combustión conjunta diesel-hidrógeno aprovechando los motores existentes.
Los sistemas duales consistenen usar una cantidad relativamente pequeña de hidrogeno para modificar las características de la combustión y de las emisiones, o bien usar cantidades mayores de hidrógeno como fuente principal de energía y controlar el encendido mediante la inyección de otro combustible dentro de la cámara de combustión.
El hidrógeno tiene unas ventajas destacables comparadas con las de otros combustiblesalternativos ya que este gas no contiene carbono, aspecto que resulta en una casi total eliminación de las emisiones de CO y CO2 y de hidrocarburos (HC) inquemados.
Además, este combustible puede ser usado en un motor de tipología Diesel sin o mediante pequeñas modificaciones. Aunque no implica que pueda utilizarse en un motor de encendido mediante compresión en solitario, ya que el hidrógeno poseeríaproblemas para su encendido.
Estos problemas se deben a que el hidrógeno tiene una autoignición a la temperatura de 585ºC, requiriendo una fuente de encendido para quemar en un motor de compresión. El Diesel, con una temperatura de autoencendido de 252ºC, puede usarse como combustible piloto para encender el hidrógeno.
Este sistema se denomina en inglés “Diesel-pilot ignited hydrogen combustión”.En este tipo de combustión “dual” la cantidad de hidrógeno oscila entre el 65% y el 95% de la energía. Mediante este tipo de mezcla (en experimentos realizados por Lambe y Watson) se redujeron entre un 20% y un 80% las emisiones de humos y más de un 70% los óxidos de nitrógeno (NOx).
El principal problema, o el más importante de los que existen, que comporta este tipo de carburante alternativo...