Experimental Assessment of Hydrogen Combustion Cells in a Four-Stroke Engine

Resumen

Los objetivos de desarrollo sostenible están actualmente orientados a reducir las emisiones de dióxido de carbono (CO₂) generadas a nivel mundial. El hidrógeno es una ruta energética de gran impacto, que puede obtenerse mediante la electrólisis del agua y cumplir la función de combustible. El propósito de este trabajo es desarrollar una plataforma experimental para obtener oxihidrógeno a través del proceso de electrólisis de agua salina para la alimentación híbrida de un motor de cuatro tiempos.

Los casos de estudio analizan un par de celdas de hidrógeno configuradas con 9 y 37 placas, mostrando que la eficiencia energética puede mejorarse manteniendo un flujo constante de suministro a la celda de 37 placas, mientras se mantiene el funcionamiento estable de un motor de cuatro tiempos con una mezcla de combustible fósil y oxihidrógeno.

Los resultados muestran el funcionamiento del motor, obteniendo un gráfico de eficiencia energética frente a valores de potencia, y un gráfico de eficiencia energética frente a corriente. Este proyecto de investigación demostró que la plataforma experimental puede utilizarse para obtener los valores correctos de oxígeno necesarios para encender un motor de cuatro tiempos.

Relevancia en la descarbonización del transporte

Este trabajo es relevante para la descarbonización del transporte por varias razones:

1. Reducción del uso de combustibles fósiles
   El uso de oxihidrógeno como complemento al combustible fósil en motores de combustión interna permite disminuir el consumo total de gasolina o diésel, reduciendo proporcionalmente las emisiones de CO₂.

2. Aplicabilidad a vehículos híbridos de transición
   Dado que la electrificación total del parque vehicular es un proceso gradual, tecnologías como la inyección de oxihidrógeno pueden actuar como soluciones intermedias para mejorar la eficiencia de motores actuales mientras se avanza hacia vehículos cero emisiones.

3. Producción de hidrógeno a partir de electrólisis
   La obtención de oxihidrógeno mediante electrólisis de agua salina es una vía potencialmente sostenible si la electricidad utilizada proviene de fuentes renovables (solar, eólica, etc.), contribuyendo así a una cadena energética libre de carbono.

4. Eficiencia y viabilidad técnica
   El estudio demuestra que es posible optimizar la eficiencia energética manteniendo un flujo constante en celdas con mayor número de placas, lo que abre la posibilidad de adaptar esta tecnología a motores existentes con modificaciones relativamente simples.