L’hydrogène est considéré comme la solution qui mènera le secteur des transports vers l’avenir, plus encore que les voitures électriques. Cependant, il semble être resté un pari presque sûr qui a finalement été dépassé par quelque chose d’encore mieux. Il s’agit du nouveau moteur à l’ammoniac, qui réduit les émissions de 90 % et qui fonctionne à des températures très basses (vous comprendrez maintenant pourquoi nous disons cela).
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Toyota est l’un des constructeurs automobiles les plus avancés en matière de technologie d’utilisation de l’énergie comme carburant et, par conséquent, de réduction des émissions des véhicules. Face à la popularité croissante des véhicules à carburant sans étincelle dans le monde, les ingénieurs de Toyota ont concentré leurs efforts et leurs ressources sur la recherche de solutions.
Néanmoins, en raison de son prix élevé et de l’absence d’infrastructure pour l’hydrogène, son adoption à grande échelle s’est avérée être un obstacle important. En dévoilant cette année un moteur à combustion à l’ammoniac, Toyota espère réduire les émissions de 90 % par rapport aux moteurs à essence.
L’ammoniac ne contient pas de carbone ; le résultat de la combustion n’est donc constitué que de molécules d’azote et d’eau. Ce moteur à ammoniac, en plus de posséder des qualités environnementales exceptionnelles, est basé sur le développement de capacités de fabrication existantes et, dans de nombreux cas, utilise les réseaux de distribution existants.
Le nouveau moteur turbocompressé développé par Toyota et GAC est un moteur à turbocombustion de 2,0 litres spécifiquement optimisé pour le fonctionnement de l’ammoniac. Une partie des essais préliminaires a démontré que son fonctionnement stable et son rendement thermique étaient très proches des caractéristiques des moteurs ne produisant pratiquement pas d’émissions.
Un moteur à l’ammoniac peut-il fonctionner ? Ce que nous savons pour l’instant
Les moteurs basés sur une source d’ammoniac utilisent l’ammoniac (NH3) comme carburant au lieu des hydrocarbures qui composent l’essence ou le diesel. L’ammoniac est un composé d’un atome d’azote et de trois atomes d’hydrogène et il peut être utilisé dans les moteurs à allumage commandé à deux temps moyennant de légères modifications.
Le mécanisme de fonctionnement du moteur à ammoniac et de combustion du carburant ammoniacal est assez similaire à celui d’un moteur à essence traditionnel. De même, le carburant liquide contenant de l’ammoniac est introduit dans la chambre de combustion, puis comprimé et enfin allumé par la bougie d’allumage.
L’ammoniac présente toutefois des différences en termes de propriétés de combustion par rapport à l’essence. Ce type de carburant a un point d’auto-inflammation plus élevé, il est donc plus difficile à enflammer et brûle plus longtemps que les autres. Pour que le moteur à gaz fonctionne efficacement, il est nécessaire d’utiliser des taux de compression plus élevés.
Dans le même temps, alors que les NOx peuvent être émis dans une certaine mesure, la combustion n’émet aucune source de carbone en raison de l’absence de carbone dans l’ammoniac. En conclusion, l’ammoniac peut être utilisé pour les moteurs qui utilisent la combustion familière aux moteurs à essence.
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Un concept de 2 litres et une puissance de 123 kW : le nouveau moteur à ammoniac, en détail
Les prototypes de moteurs à ammoniac ont montré des performances comparables à celles habituellement atteintes par les seuls moteurs à essence. Le moteur non platine de 2,0 litres a été testé par Toyota et GAC et a produit une puissance de 123 kW et un couple de 300 Nm.
Bien qu’il s’agisse encore d’un stade précoce, le système pourrait encore être amélioré. Grâce à la poursuite des études, les ingénieurs s’attendent à ce que la puissance et le couple atteignent des niveaux comparables à ceux des moteurs à essence les plus performants qui régnaient sur le marché.
En ce qui concerne l’efficacité de la combustion, le taux de compression et le calage peuvent être réglés pour maximiser l’extraction d’énergie de l’ammoniac. Aujourd’hui, notre objectif est de créer les bases d’un moteur à ammoniac afin d’en démontrer la faisabilité. Étant donné que l’amélioration deviendra, avec le temps, un ensemble de caractéristiques utiles, les performances seront amplifiées.
Qui sait si ce moteur à ammoniac ne finira pas par constituer le jalon historique que l’industrie souhaite poser depuis des années et qui était prévu avec les moteurs électriques. Après tout, il pourrait être la solution pour minimiser la dégradation des batteries, augmenter l’autonomie et réduire le temps de charge au minimum. Quoi qu’il en soit, n’oublions pas que sa production doit également être écologique afin de ne pas aggraver le problème.
