Mentre l’industria automobilistica sembra puntare tutto sull’elettrico, c’è chi lavora a un’alternativa che potrebbe riportare in auge la combustione interna in chiave sostenibile. Sul piatto ci sono diverse opzioni, tra cui il motore senza camme. Un’altra valida alternativa arriva da Achates Power, azienda americana che, insieme al laboratorio nazionale Argonne e all’Università del Wisconsin, sta sviluppando un motore due tempi a pistoni opposti alimentato a idrogeno, conosciuto come H₂ OP2S.
L’idrogeno può giocare un ruolo importante per la sopravvivenza dei motori termici?
La configurazione a pistoni opposti non è nuova, ma il modo in cui Achates la reinterpreta lo è. Ogni cilindro ospita due pistoni che si muovono l’uno verso l’altro, eliminando la necessità di una testata e di un sistema di valvole. Questo schema consente di ridurre la dispersione termica e di semplificare la meccanica, con benefici tangibili in termini di efficienza, affidabilità e costi. Il ciclo è a due tempi e ogni giro dell’albero motore produce una combustione, il che si traduce in maggiore densità di potenza rispetto a un quattro tempi.
Il motore nasce da una base diesel da 1,6 litri, adattata per funzionare solo a idrogeno. L’elemento distintivo non è tanto la struttura quanto l’utilizzo esclusivo dell’idrogeno, gestito attraverso una strategia di combustione a doppia modalità. A basso carico e nelle fasi di avviamento viene utilizzata l’accensione a scintilla, mentre a carichi medi e alti il motore funziona per compressione, proprio come un diesel, ma senza carburanti fossili.
Le simulazioni fluidodinamiche (CFD) condotte sul prototipo mostrano risultati sorprendenti. In condizioni ottimali, l’efficienza termica interna ha raggiunto il 49,2%, superando quella di molti motori diesel attuali. La combustione dell’idrogeno non ha prodotto fuliggine o anidride carbonica, ma ha generato una quantità significativa di ossidi di azoto, che rappresentano tuttora una delle principali problematiche da risolvere. Il controllo della temperatura in camera di combustione, la gestione della stratificazione della miscela e il corretto dimensionamento dei sistemi di iniezione ad alta pressione sono gli elementi su cui il team sta lavorando per contenere le emissioni di ossido di azoto.
Anche l’utilizzo dell’idrogeno ha causato non pochi problemi. Tra questi la mancanza sul mercato di iniettori capaci di gestire pressioni fino a 300 bar. Achates sta collaborando con fornitori per sviluppare dei componenti specifici, mentre l’Università del Wisconsin lavora su modelli avanzati per simulare il comportamento dell’idrogeno in fase di iniezione.
Nonostante le difficoltà, i primi test sperimentali presso l’Argonne National Lab sono promettenti. La doppia modalità di combustione gestita in base al carico sembra funzionare come previsto. Tuttavia, al momento parliamo di una tecnologia non ancora pronta per la produzione, ma i risultati ottenuti finora mostrano chiaramente che il motore a combustione interna può ancora giocare un ruolo da protagonista, anche nella mobilità “green”.
