Développé par le ministère coréen de la science et de la technologie, avec la participation du groupe Hyundai-Kia, il résout les problèmes d’efficacité et de performance des moteurs à combustion d’hydrogène.
Le stockage de l’hydrogène dans un réservoir pressurisé pour alimenter la pile à combustible d’un véhicule électrique est l’une des solutions envisagées par l’industrie dans le cadre de sa transition vers l’absence d’émissions. Cependant, l’hydrogène peut également être utilisé comme carburant dans un moteur à combustion, à la place de l’essence ou du diesel.
Dans les moteurs à combustion interne, l’hydrogène est brûlé dans une chambre de combustion. Bien qu’il s’agisse d’une technologie prometteuse, l’adoption à grande échelle de ces moteurs se heurte à d’importants défis techniques et économiques qui doivent être relevés pour garantir leur viabilité à grande échelle. Le moteur qui a été dévoilé en Corée remédie à tous ces inconvénients.
Pas d’émissions de CO2 ni de NOx
Il a été mis au point par Young Choi, chercheur à l’Institut coréen des machines et des matériaux (KIMM), qui fait partie du ministère coréen des sciences et des TIC, et par Hong-gil Bae, du laboratoire de recherche sur les moteurs sans carbone de Hyundai-Kia (HMC). Le résultat est un moteur de 2 litres à injection directe d’hydrogène.
L’équipe de recherche conjointe a injecté de l’hydrogène à 30 bars directement dans la chambre de combustion du moteur d’un modèle de production de Hyundai-Kia modifié pour brûler de l’hydrogène.
L’utilisation d’un turbocompresseur, qui améliore les performances du moteur, a permis de maintenir un rendement thermique élevé à tous les stades de fonctionnement, depuis l’allumage du moteur jusqu’à la limite supérieure de charge, ce qui a permis au moteur de fonctionner de manière stable tout au long du processus.
Dans les moteurs à hydrogène développés jusqu’à présent, l’hydrogène est brûlé après avoir été mélangé à l’air en l’injectant par un orifice d’admission supérieur, plutôt que directement dans le cylindre. Avec cette architecture, la quantité d’air circulant dans la chambre de combustion diminue en raison de l’espace occupé par le carburant gazeux. Il en résulte une consommation de carburant plus élevée et des performances médiocres du moteur en raison de l’effet contre-productif de l’hydrogène et de l’air.
Le moteur à hydrogène à injection directe résout ce problème en injectant le carburant à haute pression directement dans la chambre de combustion. Simultanément, la mise en œuvre d’un taux de compression élevé, la stratification du carburant et la combustion ultra pauvre contribuent à maximiser le rendement thermique et à améliorer l’efficacité énergétique tout en réduisant les émissions nocives.