Un camion à faibles émissions de carbone alimenté au gaz naturel

Aux États-Unis, l’Institut de recherche du Sud-Ouest (SwRI) a mis au point un camion fonctionnant au gaz naturel et équipé d’une chaîne cinématique hybride, qui a permis de réduire les émissions de gaz à effet de serre (GES) de 25 % par rapport aux moteurs diesel standard. Ce véhicule utilise un moteur à essence à allumage commandé (SAE) conçu par SwRI, couplé à une chaîne cinématique hybride et à un pack de batteries de 40 kilowattheures.

Ce projet a été récompensé en 2021 par le National Renewable Energy Laboratory (NREL) dans le cadre d’un programme plus vaste de 11 millions de dollars visant à promouvoir le développement de technologies avancées de véhicules au gaz naturel.

Isuzu Motors, Woodward Inc. et la South Coast Air Quality Management District (SCAQMD) ont également collaboré et contribué au financement du projet.

Un nouveau moteur à gaz naturel/chaîne cinématique hybride

L’équipe a utilisé un camion moyen à moteur diesel commercial de référence pour la consommation de carburant et les émissions de dioxyde de carbone et a cherché à développer un nouveau moteur à essence/chaîne cinématique hybride pour optimiser la consommation de carburant, les économies d’énergie, l’amélioration de la qualité de l’air et le coût total de possession.

« Le problème avec la plupart des moteurs à gaz naturel est qu’ils sont généralement dérivés d’une plateforme de moteur diesel hautement optimisée pour la combustion de carburant diesel », a indiqué Ryan Williams, responsable de la section des moteurs à essence à allumage commandé de la division des groupes motopropulseurs de l’SwRI.

« Pour ce programme, notre équipe a entièrement repensé la culasse autour d’un moteur à essence moderne mieux adapté au gaz naturel. Cette approche de conception a permis d’obtenir une combustion beaucoup plus rapide, ce qui a ouvert de nouvelles voies vers une efficacité accrue. »

Une Architecture Hybride pour une Flexibilité Optimale

Le véhicule de démonstration intègre une architecture hybride «P2» qui place un moteur électrique de 100 kW entre le moteur et la transmission, alimenté par une batterie de 40 kWh. Cette configuration permet de basculer sans heurts entre un mode tout électrique, un mode moteur uniquement ou un mode hybride combiné en fonction de la vitesse et des demandes de puissance du véhicule.

« Notre moteur fonctionne aussi efficacement qu’un moteur diesel conventionnel, mais il produit 12 % de dioxyde de carbone en moins en raison de la teneur plus faible en carbone du gaz naturel », a ajouté Ryan Williams. « L’ajout de la chaîne cinématique hybride nous permet d’éteindre le moteur pendant de grandes parties du cycle opérationnel pour des réductions supplémentaires de CO2. Nous avons démontré une réduction de 25 % des émissions de GES dans des conditions de conduite urbaine typiques. »

En plus des réductions de GES, le programme visait également une réduction significative des émissions d’oxydes d’azote (NOx) à la sortie du tuyau d’échappement. Les réglementations actuelles limitent les émissions totales de NOx à 0,2 gramme par cheval-vapeur-heure, mais les réglementations futures à compter de 2027 exigeront des réductions de 80 à 90 %.

En utilisant un catalyseur à trois voies standard, le véhicule a démontré sa conformité avec la norme la plus stricte de 0,02 g/ch-h.

Légende illustration : Les chercheurs de NUS ont réussi à intégrer un nouvel anion, le cyanate, dans une structure pérovskite, ce qui a constitué une avancée majeure dans la fabrication de nouvelles cellules solaires tandem pérovskite/Si à triple jonction. Crédit – National University of Singapore

Article : « Triple-junction solar cells with cyanate in ultrawide bandgap perovskites » – DOI: 10.1038/s41586-024-07226-1