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Questa volta Toyota l'ha fatto con Yamaha: un motore V8 a idrogeno

di pubblicata il , alle 08:45 nel canale Auto Elettriche Questa volta Toyota l'ha fatto con Yamaha: un motore V8 a idrogeno

Nel continuo sviluppo delle soluzioni a idrogeno, Toyota si è rivolta al partner Yamaha per creare una nuova versione del suo motore V8 da 5 litri. Ha 450 CV e "brucia" direttamente il prezioso gas

 

Conosciamo bene l'impegno di Toyota per le motorizzazioni a idrogeno, sia esse dirette o tramite fuel cell e motori elettrici. Nonostante le critiche arrivate anche da altre aziende giapponesi, e malgrado i recenti dubbi, Akio Toyoda e i suoi continuano lo sviluppo e le esplorazioni di questa soluzione.

Yamaha V8

L'ultima è arrivata tramite la collaborazione con un partner, ovvero Yamaha. Tramite la sua divisione Technical Research & Development Center, Yamaha ha realizzato su richiesta di Toyota un motore V8 da 5 litri, alimentato direttamente a idrogeno, come una normale unità endotermica. A livello tecnico è formalmente scorretto parlare di combustione, ma a livello funzionale le cose cambiano poco.

Scopriamo ora che il progetto era stato avviato addirittura cinque anni fa, avendo come base il motore V8 benzina della Lexus RC F. Sono state necessarie ovviamente diverse modifiche, soprattutto agli iniettori, e in parte anche alle testate e al gruppo di aspirazione.

Yamaha V8

Yamaha è riuscita ad ottenere un motore anche più potente e performante dell'originale, probabilmente grazie alla reazione dell'idrogeno, che è più rapida e dinamica rispetto agli scoppi della benzina. Il V8 a idrogeno ha 450 CV, contro i 464 CV originali, ma riesce a esprimere più coppia e un numero di giri più basso.

C'è dunque ancora speranza per l'uso dell'idrogeno nella mobilità privata? Con questo risultato l'attenzione potrebbe spostarsi dalle celle a combustibile, all'uso diretto con cilindri, pistoni e bielle.

20 Commenti
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sbaffo18 Febbraio 2022, 09:07 #1
C'è dunque ancora speranza per l'uso dell'idrogeno nella mobilità privata? Con questo risultato l'attenzione potrebbe spostarsi dalle celle a combustibile, all'uso diretto con cilindri, pistoni e bielle.

dipende dall'efficienza, se superiore o inferiore alle fuel cell dell'articolo di ieri.
I motori "termici" di solito non sono famosi per l'efficienza a causa degli attriti interni, del calore da dissipare, del cambio, ecc.

Ovviamente ci sono altri fattori da considerare oltre alla pura efficienza, altrimenti l'elettrico sarebbe stato da sempre in pole position (sempre secondo l'articolo di ieri) ma così non è stato storicamente.
frankie18 Febbraio 2022, 09:12 #2
Solo a me sembra che han preso il peggio di ogni tecnologia e lo han messo insieme?

Va bene l'esercizio tecnico, ma pratico = 0
dav1deser18 Febbraio 2022, 09:35 #3
Originariamente inviato da: Massimiliano Zocchi
A livello tecnico è formalmente scorretto parlare di combustione, ma a livello funzionale le cose cambiano poco.


Sicuro?

La combustione dovrebbe essere una reazione di ossidazione esotermica, che avviene tra un combustibile (idrogeno) e un comburente (ossigeno). Direi che quella che avviene in questo motore è una combustione a tutti gli effetti.

Viene riportato l'esempio di idrogeno e ossigeno anche nella pagina di Wikipedia della combustione:


https://en.wikipedia.org/wiki/Combustion
Utonto_n°118 Febbraio 2022, 09:36 #4
"Yamaha è riuscita ad ottenere un motore anche più potente e performante dell'originale... Il V8 a idrogeno ha 450 CV, contro i 464 CV originali..."

14 CV in meno ed è più potente? mi sembra ci sia qualcosa che non quadra...
Poi, non so se, per il fatto che ha solamente più coppia, si possa definire più performante, ma sicuramente non è più potente, potenza = CV/kW
albatros_la18 Febbraio 2022, 10:20 #5
Originariamente inviato da: Utonto_n°
"Yamaha è riuscita ad ottenere un motore anche più potente e performante dell'originale... Il V8 a idrogeno ha 450 CV, contro i 464 CV originali..."

14 CV in meno ed è più potente? mi sembra ci sia qualcosa che non quadra...
Poi, non so se, per il fatto che ha solamente più coppia, si possa definire più performante, ma sicuramente non è più potente, potenza = CV/kW

Mediamente è più potente se riesce ad esprimere più coppia a bassi giri, visto che la potenza è la coppia per il numero di giri. Dato che un motore non lo si utilizza praticamente mai alla massima potenza, è molto più importante che sia in grado di esprimere coppia ai bassi regimi. Immagino sia questo il caso.
albatros_la18 Febbraio 2022, 10:24 #6
Originariamente inviato da: frankie
Solo a me sembra che han preso il peggio di ogni tecnologia e lo han messo insieme?

Va bene l'esercizio tecnico, ma pratico = 0

È un motore da 5 litri V8 derivato da un'unità destinata ad un'auto sportiva. A occhio se questa tecnologia sopravvive continuerà ad avere quella destinazione, o l'impiego in pista. Non si riuscirà mai a scalare in basso mantenendo un qualche vantaggio - sempre che ce ne sia qualcuno a parte la densità energetica - rispetto a un powertrain elettrico. Non è comunque una soluzione così stupida se pensata come nicchia per cultori danarosi. Per fare un parallelismo, tutti o quasi utilizzano orologi a batteria, ma c'è chi ancora apprezza i meccanici, con tutti i loro limiti e tutto il loro fascino, accettando di pagare un prezzo molto più elevato.
plinio0118 Febbraio 2022, 10:36 #7

Date ancora spazio a queste notizie?

Giusto ieri è stato pubblicato uno studio sull'inutilità dell'idrogeno per uso automobilistico, e ora ennesima replica.

Per inciso, le conclusioni dello studio erano in sintonia con un mio intervento di giorni fa, questo: https://www.hwupgrade.it/forum/showpost.php?p=47723067&postcount=12 segno che non serviva uno studio, ma semplicemente studiare.

Avevo giusto lasciato ai lettori l'esercizio, ma proviamo a proporre il risultato, tanto per capire la bestialità di produrre idrogeno per bruciarlo (ossidazione rapida) su un motore a combustione interna.

Ho proposto il caso A e il caso B, facciamo ora il caso C.

Caso C

Scegliamo come il precedente esempio la pala eolica come generatore e la produzione dell'idrogeno ove serve.
Trasporto su rete elettrica, rendimento 90%.
Elettrolizzatore per ricavare idrogeno, rendimento 60%
Motore ciclo otto, rendimento 30% in condizioni ottimali, in un ciclo urbano possiamo assumere tranquillamente un rendimento del 10%. E si, 10% in un ciclo urbano.

Quindi moltiplicando i rendimenti otteniamo 0.9 x 0.6 x 0.20 (assumo un valore medio tra urbano e ottimale) = 0.1. Cioè, fatto 1 la disponibilità di energia alla base della pala eolica, abbiamo il 10% alla ruota, ditemi un pò voi. Ma ancora che sta roba gira e rigira, parafrasandomi e come credere che con il vaccino iniettano i micro chip, oppure che la terra è piatta. Purtroppo la verità è che mancano la basi, ma proprio l'ABC.

Ma estendiamo ancora il ragionamento perché visto che qualcuno sul pianeta insiste, e non ci vedo niente di buono, è giusto arginare questo modus operandi.

Abbiamo visto che ottenere idrogeno per elettrolisi ha un rendimento del 60%. Ma dobbiamo sapere (dovete) che la quasi totalità dell'idrogeno è ricavata da processi di Steam Reforming. Cioè, anziché fare un utilizzo diretto degli idrocarburi, se ne scindono le molecole (tipicamente metano, CH4) per ottenere, senza entrare in troppi dettagli, da un reforming primario CO2 + H2O --> CO + 3H2. Il risultato è poi sottoposto ad un processo di reforming secondario per abbattere ulteriormente il metano e ottenere una maggiore concentrazione di monossido di carbonio e idrogeno.
Ma che rendimento ottengo da questo processo di reforming? Non si supera l'80%.
Il trasporto dell'idrogeno ha perdite 8 volte superiori al metano, quindi se consideriamo per un gasdotto una perdita del 3%, per trasportare l'equivalente in idrogeno le perdite passano al 24%. E quindi? Semplice, se usate direttamente il metano ottenete il 25% di rendimento, se invece usate una cella a combustile a idrogeno il rendimento sarà: 0.8 x 0.5 (cella a combustibile) x 0.76 (trasporto) x 0.93 (motore elettrico) = 0.28. E' questo che vi stanno proponendo, la stessa cosa con un nome diverso, IDROGENO. Ma in realtà vogliono che continuate ad usare il petrolio!

L'idrogeno è un pessimo vettore energetico in confronto ad una batteria.
pikkoz18 Febbraio 2022, 10:41 #8
"C'è dunque ancora speranza per l'uso dell'idrogeno nella mobilità privata? Con questo risultato l'attenzione potrebbe spostarsi dalle celle a combustibile, all'uso diretto con cilindri, pistoni e bielle."

No, prima di tutto devi andattare i motori a scoppio presenti che produrranno comunque una quantita' rilevanti di NOx che dovranno essere combattute con trappole NOx e tecniche di combustione che o ti riducono la potenza volumetrica del motore ad 1/4 di quella possibile (come sulla hydrogen 7 della bmw dove per far sviluppare 256cv han dovuto usare un 6.5litri 12 cilindri) oppure di solo la meta' bisogna che il timing delle valvole e di accensione sia perfetto, se non lo e' morte precoce del motore.

Secondo, lo spazio , oltre a motore di volumetria piu' grande per sviluppare la stessa potenza , dove cavolo si metterebbe l'idrogeno.... tutti a parlare di quanto 1kg di idrogeno abbia 3 volte tanta l'energia di 1kg di benzina , peccato che anche compresso a 700bar l'energia per volume di idrogeno e' molto inferiore rispetto a quella della benzina di 7 volte (1.3kWh/l vs 9kWh/l ), non a caso il prototipo della Toyota Corolla ad idrogeno il meta' posteriore della vettura era tutto occupato, fino al tetto dalle bombole e le loro strutture mantenimento.

Terzo, un pieno di 50 litri di benzina contiene circa 500kwh di energia , per produrre,comprimere idrogeno, trasportarlo e ricomprimerlo e raffreddarlo per i famosi 5 minuti di refuel (che sono uno specchietto per allodole) usi circa il doppio dell energia che metteresti dentro le bombole, per cui un pieno equivalente di idrogeno sarebbero necessari cirga 1MWh di energia (kWh piu' kWh meno) da fondi esclusivamente rinnovabili.
Unax18 Febbraio 2022, 10:56 #9
titolo malizioso d'altronde da una Toyota cosa ci si può aspettare?
Sk8ordie18 Febbraio 2022, 13:44 #10
Non voglio entrare nel merito dell'articolo visto che ci sono state già altre risposte a riguardo.

Vorrei solo precisare che nella frase di seguito c'è un'imprecisione:

"A livello tecnico è formalmente scorretto parlare di combustione, ma a livello funzionale le cose cambiano poco."

Chimicamente parlando, è proprio una combustione (reazione esotermica di ossidazione dell'idrogeno), formalmente CORRETTO.

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