International Journal of Hydrogen Energy 36 (2011) 13781-13792

Conversión de un grupo electrógeno de gasolina en una unidad de potencia bifuel (hidrógeno/gasolina) con inyección electrónica de combustible.

Resumen

Se describen las modificaciones realizadas para convertir un grupo electrógeno con motor de gasolina carburado en una unidad de potencia bifuel (hidrógeno/gasolina) con inyección electrónica de combustible. Los principales cambios afectaron a los inyectores de gasolina y de gas, los asientos de los inyectores en el colector de admisión existente, las ruedas del árbol de levas y del cigüeñal con sus correspondientes sensores Hall, así como los sensores de posición del acelerador y de temperatura del aceite, además de la unidad de gestión electrónica.
Cuando funcionaba con gasolina, el grupo electrógeno era capaz de suministrar hasta 8 kW de potencia eléctrica continua (10 kW de potencia máxima), mientras que, al funcionar con hidrógeno, proporcionaba hasta 5 kW de potencia eléctrica a una velocidad del motor de 3000 rpm. La relación aire-combustible (λ) se ajustó al valor estequiométrico (λ = 1) para la gasolina.

En cambio, cuando se utilizó hidrógeno, el motor funcionó con una mezcla ultrapobre (λ = 3) en ausencia de carga eléctrica conectada, y con mezclas más ricas a medida que aumentaba la carga. Se realizaron comparaciones de consumo de combustible y emisiones contaminantes al funcionar con gasolina y con hidrógeno, manteniendo la misma velocidad del motor y cargas eléctricas entre 1 y 5 kW.
El consumo específico de combustible fue mucho menor cuando el motor funcionaba con hidrógeno que con gasolina. A una carga de 5 kW se alcanzó una eficiencia térmica de hasta el 26% con hidrógeno, mientras que con gasolina solo se logró un 20%. En cuanto a las emisiones de NOx, fueron bajas, del orden de 30 ppm para cargas inferiores a 4 kW con el grupo electrógeno funcionando con hidrógeno.
El motor bifuel demostró ser muy fiable, y las modificaciones necesarias pueden realizarse sin excesivas dificultades, lo que permite aprovechar los procesos de fabricación ya consolidados de los motores de combustión interna, acelerando así la implementación de los usos energéticos del hidrógeno.