Un motor bivalente es un motor que puede utilizar dos tipos diferentes de combustible. Algunos ejemplos son los motores de petróleo / GNC y de petróleo/ GLP , que están ampliamente disponibles en el mercado de repuestos de vehículos de pasajeros europeo. [ cita requerida ]
Los motores que pueden utilizar alcohol (que suele producirse como biocombustible ) o gasolina estándar son variantes de los vehículos de combustible flexible . Dichos vehículos se fabrican y suelen estar disponibles para la venta en Estados Unidos y otros países.
El gas natural comprimido (GNC) se obtiene comprimiendo metano para almacenarlo a altas presiones. El gas natural licuado (GNL) se obtiene y almacena criogénicamente, de forma muy similar al hidrógeno líquido. Las propiedades físicas del gas natural requieren que la relación de compresión del motor sea mayor que en los motores de combustión interna normales, y la mayor compresión genera una mayor eficiencia. El gas natural también tiene un índice de octano más alto , por lo que se puede quemar a una temperatura más alta, lo que reduce el golpeteo del motor , y el combustible se puede producir sin procesos de refinamiento complicados. Dado que se produce poco carbono sin quemar en la combustión del gas natural, el motor y el aceite se mantienen mucho más limpios de lo que sería el caso si se quemara solo gasolina , y así se aumenta la vida útil del motor. Hay kits de posventa disponibles para convertir los vehículos para que funcionen con GNL o GNC y gasolina. En los Estados Unidos, el gas natural es más barato que la gasolina. Aun así, el GNC a presiones típicas requiere un reabastecimiento de combustible más frecuente porque contiene solo una cuarta parte de la energía por unidad de volumen de la gasolina, [1] mientras que el GNL contiene solo el 80%. Aunque el gas natural es un recurso finito y sus reservas pueden agotarse, es el único combustible actual que tiene un EROEI (retorno de energía sobre energía invertida) neto positivo, mientras que el petróleo y otros combustibles son sumideros netos de energía. [ cita requerida ]
El gas licuado de petróleo (GLP) es una mezcla de varios hidrocarburos , principalmente propano , butano y etano . El gas se mezcla fácilmente con el aire, lo que permite una combustión más completa. El combustible cuesta menos que la gasolina normal, pero el GLP tiene menos energía por unidad de volumen, por lo que su economía de combustible y eficiencia son menores. El GLP proporciona una mayor vida útil del motor debido a sus características de combustión limpia. La principal diferencia entre estos vehículos y otros está en sus sistemas de almacenamiento de combustible. El GLP es un gas a temperatura ambiente, pero un líquido cuando se presuriza (la presión requerida varía según la composición de la mezcla). Por lo general, se almacena a unos 10 bar . Un inconveniente es que los tanques de combustible de GLP son mucho más pesados que los convencionales, por lo que se necesitarían dos tanques, lo que aumentaría el peso del vehículo. Muchos fabricantes de automóviles fabrican vehículos que funcionan con GLP y gasolina. [2] Algunos [¿ quiénes? ] dicen que el GLP es el combustible alternativo menos ecológico porque se deriva de combustibles fósiles, por lo que inevitablemente se liberarán gases de efecto invernadero a la atmósfera. [3]
Los motores bivalentes también pueden utilizar combustible de hidrógeno , como lo demuestra el BMW Hydrogen 7 , que utiliza un motor V12 bivalente de la serie H7. El motor en sí es similar a un motor de combustión de gasolina normal, excepto por el sistema de inyección de combustible . Cuando un BMW Hydrogen 7 funciona en modo gasolina, el combustible se inyecta directamente en los cilindros, pero cuando el vehículo funciona con hidrógeno, el combustible se inyecta en el colector de admisión. BMW afirma que el Hydrogen 7 es el "primer vehículo de hidrógeno listo para producción en serie del mundo", aunque solo se han producido 100 vehículos en total y no está previsto que se produzcan más. [4]
La reducción de las emisiones de gases de efecto invernadero y la conservación de los recursos naturales son cada vez más importantes para la población de todo el mundo. Muchos países tienen normativas sobre el consumo de combustible de los vehículos de nueva fabricación y muchos gobiernos ofrecen exenciones fiscales a los fabricantes de vehículos que utilicen combustibles de combustión limpia. Por ello, los fabricantes de vehículos se sienten motivados a desarrollar nuevas tecnologías de motores de combustión interna. El motor bivalente permite una transición más sencilla de los combustibles fósiles a los combustibles alternativos. La tecnología está avanzando y existe una creciente demanda de motores más eficientes y de combustión más limpia.
El hidrógeno se está investigando como combustible para vehículos porque no produce emisiones de dióxido de carbono . Si el combustible de hidrógeno se vuelve más popular, tiene el potencial de ser menos costoso que otros combustibles, si se puede implementar la producción de bajo costo mediante electrólisis. [ cita requerida ] El hidrógeno se puede utilizar y crear en celdas de combustible para alimentar motores eléctricos o quemarse directamente en motores de combustión. BMW ha desarrollado un motor de combustión interna bivalente que puede cambiar entre combustibles de petróleo e hidrógeno líquido . En forma gaseosa, el hidrógeno es difícil de almacenar y tiene una baja densidad de energía volumétrica. Se puede producir de muchas formas diferentes, pero muchos de los métodos producen dióxido de carbono. El método más prometedor es la electrólisis . Se ha investigado la seguridad de los tanques de almacenamiento de hidrógeno en caso de accidente y varias pruebas muestran que no presentan ningún problema. [5] Cuando se usa como combustible, el hidrógeno tiene un amplio rango de inflamabilidad y baja energía de ignición. Estas propiedades permiten que el hidrógeno se queme utilizando una amplia gama de mezclas de aire y combustible, pero surgen problemas con la ignición prematura. La ventilación del cárter es muy importante cuando se quema hidrógeno, debido a la baja energía de ignición. Se necesita una ventilación adecuada para evitar la ignición en el cárter y la formación de agua en el aceite del motor. [6] El hidrógeno y el gas natural son combustibles muy similares, por lo que las diferencias entre los componentes necesarios para quemarlos son triviales y se pueden crear fácilmente sistemas interoperables.
La densidad energética volumétrica puede aumentar si el hidrógeno se almacena como líquido criogénico. El hidrógeno líquido proporciona casi un tercio de la energía por unidad de volumen que la gasolina.
El combustible de hidrógeno líquido tiene algunas desventajas. La tecnología es muy nueva y la infraestructura para las estaciones de servicio de hidrógeno líquido es actualmente muy limitada. Muchos de los procesos que se utilizan habitualmente para crear el combustible emiten gases de efecto invernadero y el hidrógeno producido suele derivar de recursos finitos. El almacenamiento del hidrógeno líquido es un problema importante. Dado que el punto de ebullición del hidrógeno líquido es muy bajo (-252,88 °C), es difícil mantener el combustible lo suficientemente frío como para mantener su forma líquida. Cuando se calienta, se evapora . La presión en el tanque de combustible aumenta y debe liberarse algo de gas. En estos vehículos se instalan válvulas de liberación para que la presión en el tanque no suba demasiado, pero se pierda una pequeña cantidad de combustible.