O que é o teste de gelo de hidrogênio (H2 ICE)? Como HORIBA pode testar o H2 ICE?

Testes de motores de combustão interna a hidrogênio para soluções de mobilidade do futuro

O que é o ICE de hidrogênio?

Um motor de combustão interna a hidrogênio (ou H₂ ICE) utiliza hidrogênio (H₂) como combustível principal. Assim como os motores de combustão interna tradicionais, ele gera energia pela combustão de combustível dentro dos cilindros do motor. No entanto, em vez de gasolina ou diesel, o hidrogênio entra em ignição para produzir a pressão necessária para movimentar os pistões. Quando o hidrogênio queima completamente, o único subproduto é o vapor de água — eliminando as emissões de dióxido de carbono (CO₂) e tornando o H₂ ICE uma solução atraente para a descarbonização do transporte.

Além disso, os motores de combustão interna a hidrogênio (H₂ ICE) podem aproveitar e utilizar peças convencionais de motores a gasolina e diesel, ambientes de desenvolvimento e a base do conhecimento existente comuns a motores de combustão interna. Ademais, os H₂ ICE são atraentes como meio de utilização do hidrogênio, pois os requisitos de pureza do combustível não são tão rigorosos quanto os exigidos para células a combustível.

Soluções de Medição e Segurança para Motores de Combustão Interna H2

Como parceira de confiança na mobilidade do futuro, a HORIBA oferece soluções abrangentes de teste e medição, personalizadas especificamente para o desenvolvimento de motores de combustão interna a hidrogênio (H₂ ICE). Nosso portfólio inclui analisadores de emissões avançados, ferramentas de medição de precisão, sistemas de segurança para instalações e software de automação projetados para atender aos exigentes requisitos de teste de motores a hidrogênio.

Seja para avaliar desempenho, eficiência de combustão ou conformidade com as emissões, a HORIBA oferece suporte em todo o processo de desenvolvimento, ajudando a garantir precisão, segurança e conformidade regulatória sem comprometer o cronograma do seu projeto ou a qualidade dos testes.

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Visão geral dos motores de combustão interna a hidrogênio

A vantagem dos testes de motores de combustão interna a hidrogênio é que eles podem utilizar peças, conhecimento e instalações de desenvolvimento comuns aos motores tradicionais a gasolina e diesel.

Os motores de combustão interna a hidrogênio estão ganhando destaque como uma via prática e escalável para a descarbonização do setor de mobilidade e para alcançar a neutralidade de carbono. Ao utilizar hidrogênio como combustível, esses motores emitem apenas água durante a combustão, oferecendo uma alternativa de baixo carbono aos motores tradicionais a gasolina e diesel.

Pontos principais:

Os motores de combustão interna a hidrogênio (H₂ ICEs) apoiam a transição global para um transporte mais limpo, com emissões de CO₂ significativamente reduzidas.
Os desafios de desenvolvimento específicos dos motores a hidrogênio incluem a necessidade de abordar a melhoria da combustão, a redução das emissões e as medidas de segurança.
Uma das vantagens de um motor de combustão interna a H₂ é que ele pode utilizar peças, conhecimento técnico e instalações de desenvolvimento comuns aos motores tradicionais a gasolina e diesel.
Ao utilizar instalações de desenvolvimento existentes, é essencial atualizá-las para que sejam compatíveis com hidrogênio em termos de funcionalidade e segurança.

Três desafios principais no desenvolvimento de motores de combustão interna a hidrogênio para a indústria da mobilidade.

Embora os motores de combustão interna a hidrogênio representem uma promessa significativa para a descarbonização do transporte, eles apresentam diversos obstáculos técnicos e de engenharia. Esses desafios podem ser agrupados em três áreas principais: Otimização da Combustão, Desenvolvimento do Pós-tratamento e Segurança. Abordar essas áreas é fundamental para garantir o desempenho, a conformidade com as normas e a confiabilidade a longo prazo. A seguir, exploramos cada uma delas com mais detalhes.

Otimização da Combustão

Desenvolvimento de sensores A/F e λ
Supressão da combustão anormal
Aumento da potência através da sobrealimentação e injeção direta/de alta pressão.
Prevenção da deterioração causada por grandes quantidades de umidade.
Criação de um mapa otimizado para as características do combustível de hidrogênio.
Melhorias de hardware

O desafio dos testes de motores de combustão interna a hidrogênio reside no desenvolvimento do sistema de pós-tratamento.

Desenvolvimento pós-tratamento

Redução de NOx utilizando catalisadores (TWC/SCR/DOC, etc.) e EGR
Supressão da formação de NH₃ pela reação H₂ /NOx em TWC
Redução do escape de NH₃ do SCR de ureia
Inibição de PM/PN pelo gás de escape
Supressão da geração de N₂ em ASC
Inibição da geração de CO₂ a partir de ureia e óleo de motor
Fique por dentro das últimas tendências regulatórias.

Segurança

De fato, é necessária a construção rápida de ambientes de teste seguros para motores de combustão interna a hidrogênio. Esses ambientes seguros são essenciais para lidar com gases de escape contendo altas concentrações de umidade e hidrogênio não queimado. Portanto, as seguintes medidas devem ser implementadas por meio do uso eficaz das instalações existentes e do investimento ideal.

Medidas de prevenção de vazamentos em injetores
Concentração de hidrogênio no gerenciamento do cárter
Garantir a confiabilidade das peças contra subprodutos.
Contramedidas contra a fragilização por hidrogênio

Soluções de Medição de Hidrogênio ICE da HORIBA

Trabalhamos em conjunto com os clientes para encontrar soluções e oferecemos uma ampla gama de produtos de medição e teste para resolver seus desafios.

Os desafios e soluções do desenvolvimento de veículos com motor de combustão interna a hidrogênio

Em primeiro lugar, é necessário medir com precisão os diversos gases gerados durante a combustão para otimizar a combustão e reduzir as emissões.
- Na HORIBA Automotive, oferecemos uma ampla gama de analisadores, incluindo H₂, H₂O, NOx, NH₃, N₂O, CO₂, H₂O, PM e PN.

Em segundo lugar, não possuem o conhecimento técnico necessário para medir corretamente o hidrogênio em motores de combustão interna.
- Oferecemos também tecnologias de medição para medir com precisão vários componentes em gases de escape que contêm altas concentrações de umidade e hidrogênio não queimado.

Em terceiro lugar, gostaria de obter as informações mais recentes sobre regulamentações e tendências relacionadas aos motores de combustão interna a hidrogênio.
- HORIBA Automotive auxilia seus clientes fornecendo rapidamente informações sobre os requisitos regulamentares para métodos de teste de emissões de motores de combustão interna a hidrogênio.

Por fim, pretendemos maximizar a utilização das instalações existentes para torná-las compatíveis com motores de combustão interna a hidrogênio, tanto em termos de funcionalidade quanto de segurança.
- Oferecemos suporte para medidas de tratamento de gases de escape com altas concentrações de umidade e hidrogênio não queimado.

Exemplos de instalações de desenvolvimento e avaliação para motores de combustão interna a hidrogênio.

Soluções para instalações de motores de combustão interna a hidrogênio no desenvolvimento de veículos

HyEVO

Meça corretamente o H₂ em gases de escape com alto teor de umidade com o Wet.

Determinação precisa da eficiência de combustão a partir do hidrogênio não queimado

• A medição úmida de alta precisão elimina os fatores de erro devido à conversão de sólido para úmido.
• A resposta de alta velocidade permite a medição transitória da concentração de gás hidrogênio.
• Design de segurança considerando as características do hidrogênio

Clique aqui para acessar a página do produto HyEVO

MEXA-ONE IRLAM

Medir corretamente as condições de combustão para reduzir o _NH3

Auxilia na redução dos gases de escape ao avaliar corretamente o _NH₃ gerado durante a redução SCR.

• Resposta incomparável a alterações estequiométricas e de combustão pobre
• Ampla faixa de medição para avaliar com precisão o pico durante a combustão estequiométrica e pobre.
• Também é proposta uma tecnologia de amostragem para medir corretamente o _NH₃ (patente registrada).

Clique aqui para acessar a página do produto MEXA-ONE IRLAM

^{_{* IRLAM é uma marca registrada ou marca comercial da HORIBA}}

Série FTX-ONE

Medição simultânea de múltiplos componentes para medir com precisão as condições de combustão e o desempenho do pós-tratamento.

Medição simultânea de _H₂O e NOx/ _NH₃ / _N₂O com uma única unidade.

• Resposta incomparável a alterações estequiométricas e de combustão pobre
• Amostragem com baixo fluxo para minimizar a turbulência no campo de medição
• Medição de até 28 componentes, incluindo umidade de alta concentração.