Mondo Macchina Nr. 11-12 - Supplemento componentistica - Anno 2024

TECNICA 56 TECNICA l'energia eventualmente generata in eccesso dalla fuel-cell, in modo da sopperire ad eventuali picchi di carico. Viceversa, l’H2-Dual Power di New Holland è basato su un T5.140 AutoCommand, mosso da un propulsore FPT Nef Stage 5 da 4500 cm³ di cilindrata, progettato per funzionare anche a idrogeno in miscela fino al 65% con il comune gasolio. Seppur non eliminando l’impiego dei comuni idrocarburi liquidi, questa soluzione permette di contenere tra il 45 e il 65% le emissioni di CO2, riducendo lievemente anche quelle di NOx. Di fatto, si riproduce la medesima soluzione già da tempo adottata con l’alimentazione mista gasolio+metano nell’ambito automotive, sia su veicoli commerciali che su automobili. In questo caso, l’idrogeno è stoccato a 350 bar in 5 contenitori da 11,5 kg di capacità ognuno, parimenti collocati sopra la cabina. Innovazione avanzata. La ricerca di fonti energetiche rinnovabili e sostenibili per il funzionamento va logicamente di pari passo con l’evoluzione verso la robotizzazione dei trattori agricoli. pacity of 21 kg of gas, stored at approximately 700 bar. All of this powers a 100 kW fuel cell capable of generating electrical energy to power a maximum 100 kW engine. The system has a built in 25 kWh battery to accumulate any excess energy generated by the fuel cell, in order to compensate for any load peaks. Conversely, the H2-Dual Power from New Holland is based on a T5.140 AutoCommand, powered by a 4500 cm³ FPT Nef Stage 5 engine, designed to also run on hydrogen in a mixture of up to 65% with regular diesel. Although it does not reduce the use of regular liquid hydrocarbons to zero, this solution allows CO2 emissions to be kept between 45 and 65%, and also slightly reduces NOx emissions. In fact, it reproduces the same solution that has long been adopted with mixed diesel+methane fuel in the automotive sector, both on commercial vehicles and on cars. In this case, the hydrogen is stored at 350 bar in 5 containers each with a capacity of 11.5 kg, and also positioned above the cab. Advanced innovation. The quest for renewable and sustainable Cella a combustibile. Analogamente alla ben conosciuta “pila”, la cella a combustibile è costituita da polo positivo e uno negativo, e permette di "isolare" l'elettrone contenuto in un atomo di idrogeno, generando quindi lo ione positivo H+, che si combina con l'ossigeno, producendo acqua. L'elettrone alimenta direttamente il motore elettrico, oppure viene accumulato in una batteria tampone, per poter essere utilizzato successivamente. La fuel cell è quindi collegata ad un motore elettrico di trazione, che però non si avvale sempre di tutta l'energia prodotta; quella in eccesso può essere stoccata in un pacco batterie che, a parità di prestazioni del veicolo, può avere una capacità inferiore rispetto a quello di un'auto full-electric, in quanto funge da “serbatoio di energia” nelle condizioni di guida meno impegnative, per poi erogarla quando sono richieste alte prestazioni. Motore endotermico modificato. L'architettura di questo propulsore è tradizionale, prevedendo la presenza di cilindri, pistoni, valvole, iniettori, ecc.; si tratta indubbiamente di una semplificazione della base di partenza, perché si tratta di adattare componenti che in definitiva si sono evoluti da più di un secolo, anche se non va dimenticato che per sua natura il motore endotermico è meno efficiente di quello elettrico. Le reazioni di combustione dell'idrogeno in un motore endotermico avvengono a elevate temperature, ed emettono comunque ossidi di azoto e CO2, seppur in quantità decisamente inferiore rispetto a quella emessa dai motori alimentati a benzina e gasolio, perché derivano dalla porzione incombusta degli idrocarburi contenuti nei vapori dell'olio lubrificante. Il dettaglio sulle alternative di sfruttamento dell’idrogeno Fuel cell. Similar to the well-known “battery”, the fuel cell is made up of a positive and a negative pole, and allows the electron contained in a hydrogen atom to be "isolated", thereby generating the positive ion H+, which combines with oxygen, producing water. The electron directly powers the electric motor, or is stored in a buffer battery, to be used later. The fuel cell is then connected to an electric-drive motor, which however does not always use all the energy produced; the excess can be stored in a battery pack for use by the vehicle. It might have a lower capacity than that of a fully-electric car, as it acts as an "energy tank" under less demanding driving conditions, and then release it when greater performance is required. Modified internal combustion engine. The architecture of this engine is traditional, with cylinders, pistons, valves, injectors, etc. This is undoubtedly a simplification of the starting base, because it involves adapting components that have ultimately evolved over more than a century, although it should not be forgotten that by its nature the internal combustion engine is less efficient than an electric one. The hydrogen combustion reactions in an internal combustion engine occur at high temperatures, and still emit nitrogen oxides and CO2, although in quantities significantly lower than those emitted by petrol and diesel engines, because they come from the unburned portion of hydrocarbons contained in the fumes of the lubricating oil. Details on the alternatives for using hydrogen Sopra: il powertrain a idrogeno della BMW iX5 con celle a combustibile. Sotto: motore Toyota a combustione interna, convertito per l’alimentazione a idrogeno (cortesia: https://insideevs.it) Above: The hydrogen powertrain of the BMW iX5 with fuel cells. Below: Toyota internal combustion engine, converted to run on hydrogen (courtesy: https://insideevs.it)

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