Análisis del Impacto ambiental del hidrógeno como combustible en un motor de combustión interna alternativo

Abstract

[ES] La concentración de CO2 en la atmósfera ha superado recientemente las 400 ppm, lo que representa más del doble de los niveles previos a la industrialización. Este cambio en la composición de la atmósfera tendrá consecuencias que afectarán a una gran parte de la población. Actualmente se están desarrollando plantas propulsivas que puedan cumplir con los objetivos de descarbonización impuestos en todas las grandes economías. El uso del hidrógeno como combustible alternativo se propone para alimentar los motores de combustión del transporte rodado. Este cambio en la composición del combustible tendrá un impacto en las emisiones y en el proceso de combustión. El objetivo de este trabajo final de grado será analizar los resultados experimentales de un motor monocilíndrico en el que se ha utilizado hidrógeno como combustible. También se analizará de forma exhaustiva las emisiones en estos ensayos, desarrollando y validando un modelo para poder estimar la cantidad de hidrógeno en el escape, con el fin de realizar un estudio más exhaustivo de las consecuencias en la combustión en estas nuevas plantas propulsivas.

[EN] The concentration of CO2 in the atmosphere has recently exceeded 400 ppm, which is more than double pre-industrialization levels. This change in the composition of the atmosphere will have consequences that will affect a large part of the population. Propulsion plants are currently being developed that can meet the decarbonization targets imposed on all major economies. The use of hydrogen as an alternative fuel is proposed to power combustion engines in road transport. This change in fuel composition will have an impact on emissions and the combustion process. The objective of this final degree work will be to analyze the experimental results of a single-cylinder engine in which hydrogen has been used as fuel. It will also analyze exhaustively the emissions in these tests, developing and validating a model to estimate the amount of hydrogen in the exhaust, in order to carry out a more exhaustive study of the consequences in the combustion in these new propulsion plants.

[CA] La concentració de diòxid de carboni a l'atmosfera ha superat recentment les 400 ppm, cosa que representa més del doble dels nivells previs a la industrialització. Aquest canvi en la composició de l’atmòsfera tindrà conseqüències que afectaran una gran part de la població. Actualment s'estan desenvolupant plantes propulsives que puguin complir amb els objectius de descarbonització imposats a totes les grans economies. L'ús de l'hidrogen com a combustible alternatiu es proposa per alimentar els motors de combustió del transport rodat. Aquest canvi en la composició del combustible tindrà un impacte a les emissions i en el procés de combustió. L'objectiu d'aquest treball de final de grau és estudiar els aspectes claus de l'economia de l'hidrogen com són els mètodes de producció emmagatzematge i distribució, així com la seua utilització en motors d'automoció i la comparativa amb combustibles convencionals. D'altra banda, s'estudien els resultats experimentals d'un motor monocilíndric en el què s'ha utilitzat hidrogen com a combustible a la sala d'assajos de l'Instituto CMT-Motores Termicos. També s'analitzarà de forma exhaustiva les emissions en aquests assajos, desenvolupant i validant un model per poder estimar la quantitat d'hidrogen a la fuita, per tal de fer un estudi més exhaustiu de les conseqüències en la combustió en aquestes noves plantes propulsives.