Le moteur à hydrogène est un type de moteur qui circule de plus en plus ces derniers temps . Il fonctionne de manière similaire à un moteur à essence à bien des égards. Tous deux utilisent une conception à quatre temps pour l’admission, la compression, l’allumage et l’échappement.
Il existe des différences considérables dans le fonctionnement des moteurs à hydrogène et à carburant. Vous pouvez naviguer en ligne pour trouver les meilleurs conseils d’entretien pour que le moteur de votre voiture continue de fonctionner sans problème.
Comment fonctionnent les moteurs à hydrogène ?
Le concept des moteurs à hydrogène n’est pas si nouveau puisque la technologie de production d’énergie à partir de l’hydrogène existe depuis quelques années.
Cependant, ce qui distingue les moteurs à hydrogène des autres moteurs de voiture, c’est que la voiture évacue de la vapeur et non des gaz. Il existe de nombreuses voitures à moteur à hydrogène, notamment la Chevrolet Equinox, la BMW 745th et la Honda FCX.
1. La différence entre ce que votre voiture évacue
Le véhicule fondamentalement différent produit de l’eau comme sous-produit du cycle de combustion. De plus, grâce à la chaleur générée, les émissions de NOx sont minimes, mais inférieures à celles produites par un véhicule à essence.
L’hydrogène étant différent du gaz, le rapport air-carburant, le taux de compression, le calage et l’allumage sont différents de ceux des autres voitures.
Vous pourrez peut-être utiliser un rapport air-carburant de 180:1 et un taux de compression plus élevé comme l’hydrogène avec un indice d’octane plus élevé.
2. Comment les moteurs à hydrogène alimentent-ils la voiture ?
Il n’existe que deux façons de propulser une voiture moderne. La majorité des voitures actuelles utilisent un moteur à combustion interne qui brûle du carburant à base de pétrole, génère de la chaleur et pousse le piston pour faire avancer le véhicule.
Cependant, les voitures électriques fonctionnent entièrement avec des batteries, qui alimentent en électricité le moteur électrique qui propulse le véhicule. De plus, ces voitures hybrides sont équipées d’un moteur à combustion interne et d’un moteur électrique pour passer de l’un à l’autre pendant la conduite.
3. Comment fonctionne la technologie ?
Les piles à combustible, un croisement entre le moteur à combustion interne et la batterie, produisent de l’électricité en utilisant le carburant du réservoir. Dans ce cas, le carburant est de l’hydrogène gazeux et non de l’essence ou du diesel.
Cependant, la pile à combustible ne brûle pas l’hydrogène mais fusionne chimiquement avec l’oxygène de l’air pour produire de l’eau.
Ensuite, de l’électricité est libérée, qui alimente un moteur électrique pour faire avancer le véhicule. Le seul déchet produit est de l’eau.
Moteur à hydrogène, moteur diesel ou moteur à gaz naturel
Voici un tableau comparant les moteurs diesel, les moteurs au gaz naturel et les moteurs à hydrogène pour vos références :
| Aspect | Moteur diesel | Moteur à gaz naturel | Moteur à hydrogène |
| Type de carburant | Carburant diesel (généralement du gazole) | Gaz naturel comprimé (GNC) ou GNL | Gaz hydrogène |
| Processus de combustion | Allumage par compression | Allumage par étincelle | Combustion avec de l’hydrogène et de l’oxygène |
| Émissions | – Émettent des oxydes d’azote (NOx) et de la suie– Peut nécessiter un post-traitement des gaz d’échappement | – Des émissions de NOx et de particules plus faibles par rapport au diesel– Émet des gaz à effet de serre (CO2) | – Produit uniquement de la vapeur d’eau comme gaz d’échappement– Considéré comme un véhicule à zéro émission |
| La consommation de carburant | Généralement efficace | Haute efficacité thermique | Rendement élevé, similaire aux moteurs à gaz naturel |
| Disponibilité du carburant | Largement disponible dans le monde entier | Accès aux infrastructures de gaz naturel | Infrastructures limitées de ravitaillement en hydrogène |
| Coût du carburant | Coût modéré | Coût inférieur par rapport au diesel | Peut être coûteux en raison de l’offre limitée |
| Infrastructures de ravitaillement | Bien établi | En expansion, mais pas aussi répandu que le diesel | Disponibilité limitée dans la plupart des régions |
| Densité d’énergie | Densité énergétique élevée | Densité énergétique inférieure à celle du diesel | Faible densité énergétique |
| Bruit du moteur | Généralement bruyant | Plus silencieux que les moteurs diesel | Fonctionnement silencieux |
| Performances de démarrage à froid | Peut avoir des problèmes dans les climats très froids | Fonctionne bien dans des conditions froides | Bonnes performances de démarrage à froid |
| Entretien | Généralement robuste et durable | Moins d’usure des composants du moteur | Peut nécessiter un entretien spécialisé |
| Impact environnemental | Émissions élevées de gaz à effet de serre | Réduire les émissions de gaz à effet de serre | Impact environnemental minimal |
| Application | Courant dans les camions et véhicules lourds | Utilisé dans les bus, les véhicules de flotte et certaines applications industrielles | Limité aux applications de niche et expérimentales |
| Tendances futures | Évolution avec les technologies de réduction des émissions | Popularité croissante en raison de faibles émissions | Recherche et développement pour une utilisation plus large |
| Disponibilité des véhicules OEM | Largement disponible | Disponible dans des modèles de véhicules spécifiques | Disponibilité limitée, principalement expérimentale |
FAQ sur les moteurs à hydrogène
1. Les moteurs à hydrogène peuvent-ils fonctionner dans les camions et les bus de poids moyen et lourd ?
Oui, les moteurs à hydrogène peuvent fonctionner dans les camions et les bus de poids moyen et lourd, et ils sont étudiés comme une alternative aux moteurs diesel traditionnels dans ces applications.
La technologie des piles à combustible à hydrogène est particulièrement prometteuse pour les véhicules de plus grande taille en raison de son efficacité élevée et de sa capacité à offrir des autonomies plus longues par rapport aux véhicules électriques à batterie.
2. Est-il nécessaire d’apporter des modifications particulières au moteur pour fonctionner à l’hydrogène ?
Oui, l’adaptation d’un moteur pour fonctionner à l’hydrogène nécessite généralement des modifications pour s’adapter aux différentes caractéristiques et propriétés de combustion de l’hydrogène.
Ces modifications peuvent inclure le réglage du mélange air-carburant, du calage de l’allumage et du système d’alimentation en carburant.
3. Existe-t-il différents types de moteurs à hydrogène ?
Oui, il existe différents types de moteurs à hydrogène, notamment les moteurs à combustion interne à hydrogène (HICE) et les moteurs à pile à combustible à hydrogène.
Les moteurs HICE brûlent directement de l’hydrogène, tandis que les moteurs à pile à combustible à hydrogène utilisent l’hydrogène pour produire de l’électricité afin d’alimenter les moteurs électriques.
4. Quels sont les défis et les limites des moteurs à hydrogène ?
Les défis comprennent la disponibilité limitée des infrastructures de ravitaillement en hydrogène, le coût de la production et du stockage de l’hydrogène, ainsi que la nécessité de précautions particulières de manipulation et de sécurité en raison de l’inflammabilité de l’hydrogène gazeux.
5. L’hydrogène est-il une source de carburant renouvelable et comment est-il produit ?
L’hydrogène peut être produit à l’aide de diverses méthodes, notamment l’électrolyse (utilisation de l’électricité pour diviser l’eau en hydrogène et en oxygène), le reformage du méthane à la vapeur (extraction de l’hydrogène du gaz naturel) et d’autres sources renouvelables.
L’impact environnemental de l’hydrogène dépend de la méthode de production utilisée.
Regardez cette vidéo de BeyondFuel pour voir comment fonctionne une voiture à hydrogène !
En résumé
Ainsi, les moteurs à hydrogène offrent aux conducteurs un moyen respectueux de l’environnement de conduire leur véhicule sans aucun problème.