Combustible de hidrógeno para motores de combustión interna

Revisemos el tema del que todos están hablando

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En la carrera por cumplir con los estrictos mandatos de reducción de emisiones, los fabricantes de equipos originales (OEMs) de automóviles y vehículos pesados de todo el mundo han intensificado su búsqueda de combustibles alternativos con bajas emisiones de carbono que puedan reemplazar los motores tradicionales de gasolina y diésel en un futuro próximo. Entre los muchos combustibles alternativos que los investigadores están explorando, el hidrógeno se ha convertido en un posible candidato principal. La viabilidad de las baterías de combustible de hidrógeno para vehículos eléctricos está bien establecida, y ya hay algunos vehículos ligeros y de pasajeros en circulación. Sin embargo, más recientemente la atención se ha centrado en el potencial del hidrógeno para impulsar motores de combustión interna (ICEs).

 

El hidrógeno es un portador de energía química que puede servir como combustible para la combustión, similar a la gasolina o el gas natural. Comúnmente se considera un combustible para motores de encendido por chispa, con una velocidad de llama muy alta y una alta densidad de energía. Es probable que tres factores principales aceleren la inversión y el desarrollo del hidrógeno como combustible para automóviles:

 

  • Es ampliamente reconocido como un combustible que no produce emisiones de gases de efecto invernadero.
  • Si bien son necesarias algunas modificaciones en el diseño y los componentes del motor, la mayor parte de la arquitectura básica del motor es prácticamente la misma que la de los motores de gasolina o diésel. Esto hace que sea mucho más fácil para los OEMs adaptar sus instalaciones de producción de motores existentes a la fabricación de ICEs impulsados por hidrógeno, a diferencia, por ejemplo, de los vehículos eléctricos de batería (BEVs), que requieren un reequipamiento completo de la línea de producción.
  • Según se informa, la industria del transporte pesado está en gran medida a favor de los ICEs de hidrógeno como ruta de bajo riesgo a corto plazo, y varios fabricantes de camiones han anunciado planes para construir vehículos impulsados por hidrógeno.

 

Además, el hidrógeno es uno de los elementos más abundantes que se encuentran en la naturaleza, lo que lo convierte en una posible solución energética a largo plazo. El combustible de hidrógeno se puede producir mediante diversos métodos, en particular la electrólisis del agua utilizando fuentes de energía renovables como la eólica o la solar.

 

La reducción de la intensidad de las emisiones de carbono del proceso de producción será clave para lograr los beneficios ambientales prometidos y, en última instancia, para una aceptación generalizada por parte de los fabricantes de equipos originales (OEMs), la industria pesada y el público conductor.

 

Por supuesto, existen algunos obstáculos. Al igual que con otros combustibles alternativos, como el gas natural o los biocombustibles, la infraestructura de abastecimiento debe desarrollarse en paralelo a la propia tecnología de los combustibles. Estamos muy lejos de que las estaciones de hidrógeno se vuelvan tan omnipresentes como los surtidores de gasolina y diésel. Esto implicará inversiones sustanciales, así como una convicción compartida por la industria de que el combustible de hidrógeno será comercialmente viable a escala más temprano que tarde. Dicho esto, los productores de combustible europeos y norteamericanos han comenzado a construir la infraestructura necesaria. Chevron, por ejemplo, ha anunciado una inversión para desarrollar conjuntamente 30 sitios de abastecimiento de hidrógeno en California para 2026.

 

Además, la legislación en Estados Unidos ha sido más favorable a las verdaderas tecnologías de cero emisiones, como los BEVs, lo que sugiere que el progreso en vehículos propulsados por H2 ICEs será más lento en Estados Unidos que en el resto del mundo. Por el contrario, según la legislación propuesta en la UE, el hidrógeno se clasificaría como que cumple con el estándar de cero emisiones de menos de cinco gramos de emisiones de CO2 cada 10 kilómetros. China, Japón e India están adoptando un enfoque más agresivo para fomentar el uso de combustible de hidrógeno para una variedad de aplicaciones.

 

Para los fabricantes de lubricantes, se están realizando importantes investigaciones para determinar el impacto en las formulaciones de aceites para motores de servicio pesado y automotrices. Eso dependerá en gran medida de dónde aterricen los OEMs en la tecnología y la arquitectura del motor, que aún es un trabajo en progreso. También dependerá de las diferentes aplicaciones: en carretera, en largas distancias, con paradas y arranques en calles de la ciudad o fuera de carretera. Como punto de partida, los lubricantes deben cumplir con los estándares de limpieza del motor, protección contra el desgaste, estabilidad a la oxidación y otras características de rendimiento que exigen los operadores de flotas. Más allá de eso, los investigadores están tratando de anticipar cualquier desafío de lubricación único que puedan plantear los ICEs impulsados por hidrógeno. Por ejemplo, cuando el hidrógeno reacciona con el oxígeno, se produce agua. Es necesario probar la capacidad de los aceites existentes y las posibles formulaciones para manejar el agua y mitigar cualquier efecto nocivo en los componentes del motor.

 

En Chevron Lubricants, trabajamos estrechamente con colegas de la industria, fabricantes de equipos originales (OEMs) y nuestros socios de aditivos para desarrollar soluciones adecuadas para motores alimentados con hidrógeno. Nuestro objetivo es estar preparados con soluciones versátiles que puedan admitir una amplia gama de aplicaciones. También reconocemos la necesidad de que los operadores de flotas mixtas que funcionan con una variedad de combustibles convencionales y alternativos gestionen sus inventarios y costos de lubricantes.

 

El combustible de hidrógeno para los ICEs promete cero emisiones de carbono en el tubo de escape. Actualmente es una de las muchas alternativas que Chevron está siguiendo como parte de nuestra estrategia para avanzar hacia un futuro con bajas emisiones de carbono. Mire este espacio para obtener más actualizaciones sobre el desarrollo del hidrógeno como combustible alternativo viable.

10/04/2023

Kevin Carabell
Kevin Carabell es un formulador de aceites para motores diésel de servicio pesado desde hace mucho tiempo y ahora dirige el equipo de servicios técnicos de productos de Chevron para América. Su objetivo para su equipo es ayudar incansablemente a nuestros clientes para garantizar que tengan una buena experiencia con nuestros productos. Formuló el sistema de aditivos para muchos de los aceites para motores diésel de servicio pesado de Chevron y trabajó muy de cerca con Jim McGeehan y Shawn Whitacre para crear el aceite para motor de servicio pesado ultra bajo en cenizas Delo 600 ADF. Kevin obtuvo su doctorado. en Ingeniería Mecánica de la Universidad de Wisconsin-Madison en 1993. También actúa como bajista en una banda de rock alternativo llamada Sunny and the Raven.

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