¿Por qué no podemos reemplazar la mezcla de gasolina y aire con hidrógeno y oxígeno y cambiar la relación de compresión en consecuencia en un motor de 4 tiempos?

Usted puede. la gente lo hace todo el tiempo con generadores de gas de madera. Los ICE modernos (motores de combustión interna) requieren una cantidad increíblemente pequeña de modificaciones para funcionar con hidrógeno.

El problema no es hacer que el motor funcione con hidrógeno, sino almacenar el combustible.
El problema con la gasolina y el diesel es que son geniales. Vienen en forma líquida, se vaporizan fácilmente, resisten el congelamiento y son extremadamente densos en energía. Del orden de más de 50 megajulios por galón. Para reemplazar esa tecnología, debe encontrar algo que sea equivalente o mejor.

El hidrógeno gaseoso requiere numerosos tanques de almacenamiento grandes bajo presiones ridículamente altas para transportar lo suficiente como para igualar un tanque de gas. El gas es inflamable, pero también lo es el hidrógeno, excepto que la gasolina no se almacena a 50K PSI. Incluso entonces, reabastecer de combustible sistemas de alta presión como ese es muy peligroso, algo que no creo que quieras que haga el promedio de 16 años.

El hidrógeno líquido presenta sus propios problemas, ya que mantener un fluido a temperaturas criogénicas súper frías es muy difícil y, por lo tanto, costoso.

Por último, supongo (podría estar equivocado) que la razón por la que desea hacer esto es para ahorrarle al medio ambiente algo de CO2. Pero debe comprender que nuestra mayor fuente de gas de hidrógeno es eliminarlo del petróleo (esa es la parte “hidro” del hidrocarburo) que tendremos que bombear aún más del suelo ahora para suministrar hidrógeno a cada automóvil en la tierra combustible. O podrías electrolizarlo del agua, pero de nuevo, eso pone más CO2 en el aire. La electricidad tiene que venir de algún lado. Por lo tanto, ahora no solo tiene que producir la electricidad de todo el mundo, sino que ahora está buscando duplicar o reducir el consumo de electricidad del mundo porque también desea alimentar a todos los automóviles de la tierra con electricidad a través de gas de hidrógeno. En primer lugar, no puede obtener más energía del gas de hidrógeno que la que le da en forma de electricidad. Si desea reemplazar 50 megajulios de gasolina con 50 megajulios de hidrógeno, se necesitarán 50 megajulios de electricidad para hacerlo. En realidad, mucho más, ya que ninguna conversión es 100% eficiente, pero estoy tratando de mantenerlo simple. Eso es más carbón, más petróleo, más CO2 en el aire. Especialmente porque hay muchos lugares que no tienen electricidad, pero que aún conducen automóviles.

Hacer que los autos funcionen con hidrógeno es fácil. abastecerlo, almacenarlo y reemplazar la infraestructura que tiene la gasolina es difícil.

Su motor tal como existe hoy está destinado a tomar gasolina líquida y aspirarla al aire para formar una buena mezcla combustible. La gasolina almacenada tiene aproximadamente la misma temperatura que el aire que rodea su automóvil. La clave aquí es que los cilindros de su automóvil esperan mezclar un líquido y un gas a una temperatura relativamente moderada y encenderlos. El hidrógeno es un gas a estas temperaturas y su automóvil no tiene el equipo adecuado para mezclar dos gases. Su automóvil no tiene el equipo necesario para manejar oxígeno líquido. El oxígeno líquido es criogénico (muy frío) y se evaporaría de su tanque.

Otro factor de complicación es que es probable que su automóvil no pueda manejar oxígeno puro, incluso con gasolina. El aire es de aproximadamente 4 partes de nitrógeno, 1 parte de oxígeno. El nitrógeno en el aire no reacciona en la combustión, y debido a esto simplemente se sienta y absorbe una gran cantidad de calor producido cuando cada cilindro dispara. Elimine el nitrógeno y cada vez que se dispare un cilindro hará mucho más calor, lo que podría dañar el motor. Quitar ese nitrógeno también hace que el oxígeno sea mejor para quemar casi todo. Es probable que el calor en su motor combinado con oxígeno puro inicie una cadena de encendido, haciendo que se queme todo, incluido el metal en el compartimento del motor. Tendría que rediseñar todo el automóvil para reducir el riesgo de incendio por oxígeno puro.

Es técnicamente posible cuando se mezcla con gas natural. Hay inconvenientes que los investigadores han descubierto. Está limpio y en llamas.

http://www.fsec.ucf.edu/en/consu

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