Motor de combustión interna que utiliza hidrógeno como combustible,

que comprende:

un depósito (4) de gasolina hidrogenada que almacena gasolina hidrogenada que contiene un hidruro orgánico obtenido por añadidura de hidrógeno a una gasolina normal;

medios de separación de combustible (2) que separan la gasolina hidrogenada en un gas rico en hidrógeno y gasolina deshidrogenada, que tiene sustancialmente los mismos componentes que la gasolina normal;

medios para el suministro de gasolina hidrogenada (V1, V2, P1, 23, 19, 20) para suministrar la gasolina hidrogenada al motor de combustión interna;

medios para el suministro de gas rico en hidrógeno (P4, 17, 18, 20) para suministrar el gas rico en hidrógeno al motor de combustión interna;

medios para el suministro de gasolina deshidrogenada (V1, V2, P1, 23, 19, 20) para suministrar la gasolina deshidrogenada al motor de combustión interna;

medios de selección de combustible (6) para seleccionar uno o varios tipos de combustible entre gasolina hidrogenada, gas rico en hidrógeno y gasolina deshidrogenada; y

medios (6) de control de suministro de combustible para controlar los medios de suministro de gasolina hidrogenada, los medios de suministro de gas rico en hidrógeno y los medios de suministro de gasolina deshidrogenada, de manera que los tipos seleccionados de combustible son suministrados al motor de combustión interna, de forma que, después del arranque del motor, el gas rico en hidrógeno y el producto deshidrogenado son suministrados en principio al motor de combustión interna como combustible;

medios (6) para la evaluación de la necesidad de gasolina para evaluar si es necesario el suministro de gasolina; y

medios (6) para la evaluación del suministro de gasolina deshidrogenada para evaluar si la cantidad restante de la gasolina deshidrogenada es menor que el límite inferior de suministro permisible,

en el que los medios (6) de control del suministro de combustible permiten que la gasolina hidrogenada a suministrar al motor de combustión interna solamente cuando se reconoce la necesidad de suministro de gasolina y la cantidad restante de gasolina deshidrogenada es menor que el límite inferior de suministro permisible

Motor de combustión interna que utiliza hidrógeno.

Sector técnico

La presente invención se refiere a un motor de combustión interna que utiliza hidrógeno como combustible y más particularmente se refiere a un motor de combustión interna que utiliza hidrógeno como combustible, que es capaz de utilizar un combustible hidrogenado o un gas rico en hidrógeno y un producto deshidrogenado, que son generados en un vehículo, como combustible.

Antecedentes técnicos

Los motores de gasolina, que son los motores que utilizan gasolina como combustible, han sido utilizados ampliamente como fuente de potencia para la impulsión de automóviles. Una mezcla de gasolina, que es el combustible principal y aire es quemada para poner en marcha el motor de gasolina. No obstante, en estos últimos años se han hecho esfuerzos para comercializar una tecnología para añadir hidrógeno a la mezcla aire/combustible antes mencionada.

Se estima asimismo que el hidrógeno será utilizado de manera creciente como combustible de automoción, no solamente en motores de gasolina, motores diesel, motores de hidrógeno y otros motores de combustión interna, sino también en células de combustible para su utilización en automóviles eléctricos y otros aparatos accionados por hidrógeno, además de motores.

En la realidad, no obstante, la tecnología que se refiere a métodos de suministro de hidrógeno no está todavía determinada. Por lo tanto, cuando se tiene que suministrar hidrógeno a un motor de combustión interna, célula de combustible o similar, es necesario que el vehículo transporte hidrógeno o un combustible en bruto que genere hidrógeno. De manera más específica, cuando el vehículo tiene que transportar hidrógeno, se comprime un gas rico en hidrógeno a alta presión formando un gas o en estado licuado y se llena en un cilindro de acero (por ejemplo, un depósito de alta presión o depósito de hidrógeno líquido). Una alternativa consiste en utilizar una aleación para el almacenamiento de hidrógeno o un material de adsorción de hidrógeno para almacenar hidrógeno. Cuando el vehículo tiene que transportar un combustible en bruto, el vehículo incorpora metanol, gasolina u otro hidrocarburo como combustible en bruto y un generador de hidrógeno para generar un gas rico en hidrógeno por reformado mediante vapor del combustible en bruto.

No obstante, si el vehículo transporta hidrógeno comprimido en un depósito de alta presión, la cantidad de hidrógeno almacenado es pequeña porque el depósito de alta presión necesita paredes gruesas y no puede proporcionar un volumen interno adecuado aunque el depósito sea grande. Si el vehículo transporta hidrógeno líquido, el rendimiento energético general no es elevado porque comporta pérdidas por vaporización y reciben una gran cantidad de energía para licuación. Si se utiliza una aleación de almacenamiento de hidrógeno o un material de adsorción de hidrógeno, la densidad de almacenamiento de hidrógeno resultante no es adecuada y es muy difícil controlar el almacenamiento y adsorción del hidrógeno. También es necesario facilitar instalaciones para comprimir, licuar y almacenar el hidrógeno.

Por el contrario, cuando el vehículo transporta un combustible en bruto, un único llenado de combustible proporciona una distancia de desplazamiento mayor que la utilización de hidrógeno. El combustible en bruto de hidrocarburo puede ser transportado y manipulado más fácilmente que el gas rico en hidrógeno. Además, cuando quema el hidrógeno, se combina con oxígeno en el aire formando agua, por lo que no presenta peligro de contaminación ambiental.

La decalina (decahidronaftaleno) que es uno de los combustibles en bruto de hidrocarburo, por ejemplo, puede ser manipulado fácilmente porque la presión de vapor es aproximadamente 0 a temperatura normal (el punto de ebullición es aproximadamente 200ºC). Por lo tanto, La decalina se espera que sea altamente utilizado como combustible en bruto.

En un método conocido para la deshidrogenación del decaleno, éste es sometido a irradiación con luz en presencia de un complejo de un metal de transición que incluye, como mínimo, un metal de transición seleccionado entre cobalto, rodio, iridio, hierro, telurio, níquel y platino (ver, por ejemplo, el documento de patente 1). En un método conocido para la producción de hidrógeno a partir de decaleno, éste es sometido a irradiación con luz en presencia de un complejo de rodio, que es un compuesto fosforoso orgánico o en presencia de un compuesto fosforoso orgánico y un compuesto de rodio (ver, por ejemplo, el documento de patente 2). La deshidrogenación dLa decalina tiene lugar tal como se indica a continuación:

C₁₀H₁₈(decaleno)rightarrowC₁₀H₈(naftaleno)+5H₂(hidrógeno)

Un sistema de suministro de combustible que utiliza decaleno, ciclohexano u otro hidruro orgánico como combustible en bruto también se ha dado a conocer (ver, por ejemplo, los documentos de patente 3 y 4).

[Documento de patente 1]

Publicación de patente japonesa nº 9091/1991

[Documento de patente 2]

Publicación de patente japonesa nº 18761/1993

[Documento de patente 3]

Publicación de patente japonesa publicada nº 110437/2001

[Documento de patente 4]

Publicación de patente japonesa publicada nº 255503/2002

Además, el documento DE 199 31 104 A1 describe un aparato para generar hidrógeno para dispositivos diferentes a un motor.

Características de la invención

Un primer objetivo de la presente invención consiste en dar a conocer un sistema para suministrar el hidruro orgánico, gasolina hidrogenada, petróleo ligero hidrogenado u otro combustible hidrogenado (al que se hará referencia a continuación como combustible hidrogenado) a un motor de gasolina, motor diesel, motor de hidrógeno u otro motor de combustión interna de forma directa o después de descomposición.

Un segundo objetivo de la presente invención consiste en dar a conocer un sistema para generar un gas rico en hidrógeno y una gasolina deshidrogenada a partir de gasolina hidrogenada que contiene un hidruro orgánico y suministra el gas rico en hidrógeno que se ha generado y gasolina deshidrogenada al motor de combustión interna como combustible.

El primer objetivo antes mencionado se consigue mediante un motor de combustión interna que utiliza el hidrógeno como combustible, que funciona al recibir uno o dos o más tipos de combustibles seleccionados entre combustible hidrogenado y un producto deshidrogenado e hidrógeno, que se obtienen por deshidrogenación del combustible hidrogenado, comprendiendo el motor de combustión interna que utiliza hidrógeno: una sección de almacenamiento de combustible hidrogenado; medios de reacción que comprenden un catalizador posicionado para que pueda ser calentado y deshidrogena el combustible hidrogenado, que es suministrado desde la sección de almacenamiento de combustible hidrogenado, sobre el catalizador caliente; medios de separación para separar gas rico en hidrógeno y el producto deshidrogenado que se derivan de la deshidrogenación y una sección de almacenamiento del producto deshidrogenado para almacenar el producto deshidrogenado que se ha separado.

El segundo objetivo anteriormente mencionado de la presente invención se consigue mediante un motor de combustión interna que utiliza hidrógeno como combustible que comprende: un depósito de gasolina hidrogenada para almacenar gasolina hidrogenada que contiene un hidruro orgánico; medios de separación del combustible para separar la gasolina hidrogenada en un gas rico en hidrógeno y gasolina deshidrogenada y medios de suministro de combustible para suministrar, como mínimo, el gas rico en hidrógeno y/o la gasolina deshidrogenada en base individual o simultáneamente, entre la gasolina hidrogenada, el gas rico en hidrógeno y la gasolina deshidrogenada, al motor de combustión interna como combustible.

Breve descripción de los dibujos

La figura 1 muestra esquemáticamente la configuración de una primera realización de la presente invención.

La figura 2 es un diagrama esquemático a mayor escala que muestra un reactor de deshidrogenación, según la primera realización de la presente invención.

La figura 3 es un ejemplo que no corresponde a las reivindicaciones y que se utiliza para explicación del funcionamiento de la invención.

La figura 4 muestra...

1. Motor de combustión interna que utiliza hidrógeno como combustible, que comprende:

un depósito (4) de gasolina hidrogenada que almacena gasolina hidrogenada que contiene un hidruro orgánico obtenido por añadidura de hidrógeno a una gasolina normal;

medios de separación de combustible (2) que separan la gasolina hidrogenada en un gas rico en hidrógeno y gasolina deshidrogenada, que tiene sustancialmente los mismos componentes que la gasolina normal;

medios para el suministro de gasolina hidrogenada (V1, V2, P1, 23, 19, 20) para suministrar la gasolina hidrogenada al motor de combustión interna;

medios para el suministro de gas rico en hidrógeno (P4, 17, 18, 20) para suministrar el gas rico en hidrógeno al motor de combustión interna;

medios para el suministro de gasolina deshidrogenada (V1, V2, P1, 23, 19, 20) para suministrar la gasolina deshidrogenada al motor de combustión interna;

medios de selección de combustible (6) para seleccionar uno o varios tipos de combustible entre gasolina hidrogenada, gas rico en hidrógeno y gasolina deshidrogenada; y

medios (6) de control de suministro de combustible para controlar los medios de suministro de gasolina hidrogenada, los medios de suministro de gas rico en hidrógeno y los medios de suministro de gasolina deshidrogenada, de manera que los tipos seleccionados de combustible son suministrados al motor de combustión interna, de forma que, después del arranque del motor, el gas rico en hidrógeno y el producto deshidrogenado son suministrados en principio al motor de combustión interna como combustible;

medios (6) para la evaluación de la necesidad de gasolina para evaluar si es necesario el suministro de gasolina; y

medios (6) para la evaluación del suministro de gasolina deshidrogenada para evaluar si la cantidad restante de la gasolina deshidrogenada es menor que el límite inferior de suministro permisible,

en el que los medios (6) de control del suministro de combustible permiten que la gasolina hidrogenada a suministrar al motor de combustión interna solamente cuando se reconoce la necesidad de suministro de gasolina y la cantidad restante de gasolina deshidrogenada es menor que el límite inferior de suministro permisible.

2. Motor de combustión interna que utiliza hidrógeno como combustible, según la reivindicación 1, que comprende además:

medios (6) de evaluación del suministro de gas rico en hidrógeno para evaluar si se puede suministrar el gas rico en hidrógeno, de manera que, cuando el gas rico en hidrógeno y la gasolina deshidrogenada pueden ser suministrados, los medios de suministro de combustible suministran constantemente una combinación de gas rico en hidrógeno y de gasolina deshidrogenada al motor de combustión interna como combustible, con independencia de la cantidad restante de gas rico en hidrógeno.