Dans la course mondiale pour développer des technologies de mobilité à l’hydrogène visant la neutralité carbone, une invention inédite en Corée du Sud permettant de faire fonctionner un moteur de voiture de tourisme de 2 litres entièrement à l’hydrogène a été mise au point.
Une équipe de recherche* a développé un « moteur à injection directe d’hydrogène » fonctionnant entièrement à l’hydrogène et a démontré son excellence de classe mondiale grâce à une évaluation des performances.
L’équipe de recherche conjointe de KIMM et de Hyundai-Kia Motor Company (HMC) a injecté de l’hydrogène directement dans la chambre de combustion du moteur d’un véhicule hybride existant, avec une pression supérieure de plus de 30 fois à la pression atmosphérique (soit une pression de plus de 30 bars).
En utilisant un turbocompresseur améliorant les performances du moteur, l’équipe de recherche a pu maintenir une haute efficacité thermique dans tous les domaines, de l’allumage du moteur à la limite supérieure de la charge du moteur, permettant ainsi un fonctionnement stable du moteur dans toutes les conditions de fonctionnement.
Comparaison avec les moteurs conventionnels
Dans le cas des « moteurs à injection indirecte » conventionnels, la quantité d’air entrant dans la chambre de combustion diminue en raison de l’espace occupé par le carburant à l’hydrogène à l’état gazeux, ce qui entraîne une baisse de l’efficacité énergétique et une dégradation des performances du moteur en raison du retour de flamme du mélange hydrogène-air.
Le « moteur à injection directe d’hydrogène » nouvellement développé par l’équipe de recherche conjointe a résolu fondamentalement le problème du retour de flamme en injectant directement le carburant à l’hydrogène sous haute pression dans la chambre de combustion.
Parallèlement, le taux de compression élevé, la stratification du carburant et la combustion ultra-maigre contribuent à maximiser l’efficacité thermique et à améliorer les performances de puissance, tout en réduisant la quantité d’émissions nocives.
Impact environnemental
Comparé aux moteurs à essence, le moteur à hydrogène nouvellement développé permet de réduire les émissions de dioxyde de carbone et de particules fines de 99 % et 90 % respectivement, ce qui répond aux exigences de l’Union européenne en matière de véhicules à zéro émission.
De plus, le moteur à hydrogène émet des oxydes d’azote de moins de 15 ppm même sans système de post-traitement purifiant les gaz d’échappement, atteignant une efficacité thermique élevée allant jusqu’à 40 %.
En synthèse
La technologie du moteur à injection directe d’hydrogène développée par l’équipe de recherche conjointe KIMM et HMC représente une avancée majeure dans le domaine de la mobilité à l’hydrogène. Ce moteur innovant offre des performances de pointe, une efficacité thermique élevée et une réduction significative des émissions polluantes, contribuant ainsi à la transition vers une mobilité plus durable et respectueuse de l’environnement.
Pour une meilleure compréhension
Qu’est-ce qu’un moteur à injection directe d’hydrogène ?
Un moteur à injection directe d’hydrogène est un type de moteur à combustion interne qui utilise l’hydrogène comme carburant et injecte directement l’hydrogène sous haute pression dans la chambre de combustion.
Comment fonctionne le moteur à injection directe d’hydrogène ?
Le moteur injecte de l’hydrogène directement dans la chambre de combustion à une pression supérieure à 30 fois la pression atmosphérique, ce qui permet de maintenir une haute efficacité thermique et d’améliorer les performances de puissance.
Quels sont les avantages du moteur à injection directe d’hydrogène ?
Le moteur à injection directe d’hydrogène offre une meilleure efficacité thermique, des performances de puissance améliorées et une réduction significative des émissions polluantes par rapport aux moteurs à injection indirecte conventionnels.
Quel est l’impact environnemental du moteur à injection directe d’hydrogène ?
Le moteur à hydrogène réduit les émissions de CO2 et de particules fines de 99 % et 90 % respectivement, répondant ainsi aux exigences de l’UE en matière de véhicules à zéro émission.
Qui a développé cette technologie de moteur à hydrogène ?
La technologie a été développée par une équipe de recherche conjointe du Korea Institute of Machinery and Materials (KIMM) et de Hyundai-Kia Motor Company (HMC).
DOI : 10.1016/j.ijhydene.2022.04.274
* Equipe dirigée par le chercheur principal Young Choi du Département de recherche sur la mobilité et l’énergie du Korea Institute of Machinery and Materials (KIMM) et le chercheur Hong-gil Baek du laboratoire de recherche sur les moteurs à zéro émission de Hyundai-Kia Motor Company (HMC)
