Il MIT Electric Vehicle Team costruisce una motocicletta elettrica unica alimentata da celle a combustibile a idrogeno.
L’Electric Vehicle Team del MIT, che vanta una lunga esperienza nella costruzione e nelle corse veicoli elettrici innovativicomprese auto e motociclette, nelle competizioni internazionali di livello professionale, quest’anno sta provando qualcosa di molto diverso: il team sta costruendo una motocicletta elettrica alimentata a idrogeno, utilizzando un sistema di celle a combustibile, come banco di prova per il nuovo trasporto a base di idrogeno.
Aditya Mehrotra esegue un test di “shakedown”, facendo funzionare la motocicletta elettrica alimentata a idrogeno ad alta velocità per garantire che i sistemi meccanici ed elettrici reggano. Credito immagine: Adam Glanzman / MIT
La motocicletta è stata sottoposta con successo alla sua prima dimostrazione completa su pista in ottobre. È progettato come una piattaforma open source che dovrebbe consentire di scambiare e testare una varietà di componenti diversi e di consentire ad altri di provare le proprie versioni in base ai piani che il team sta rendendo gratuitamente disponibili online.
Aditya Mehrotra, che sta guidando il progetto, è una studentessa laureata che lavora con il professore di ingegneria meccanica Alex Slocum, titolare della cattedra Walter M. May e A. Hazel May in Tecnologie emergenti. Mehrotra stava studiando i sistemi energetici e gli piacevano molto anche le motociclette, dice, “così ci è venuta l’idea di una bicicletta alimentata a idrogeno. Abbiamo condotto uno studio di valutazione e abbiamo pensato che potesse davvero funzionare. Noi [decided to] prova a costruirlo”.
I membri del team affermano che, sebbene le auto alimentate a batteria siano un vantaggio per l’ambiente, devono ancora affrontare limitazioni nell’autonomia e problemi associati all’estrazione del litio e alle conseguenti emissioni. Pertanto, il team era interessato a esplorare i veicoli alimentati a idrogeno come alternativa pulita, consentendo veicoli che potessero essere ricaricati rapidamente proprio come i veicoli a benzina.
A differenza dei progetti passati del team, che fa parte del MIT dal 2005, questo veicolo non parteciperà a gare o competizioni ma sarà presentato in diverse conferenze. Il team, composto da una decina di studenti, sta lavorando alla realizzazione del prototipo da gennaio 2023.
Utilizzando un computer di bordo, i membri dell’Electric Vehicle Team (da sinistra a destra:) Anand John, Rachel Mohammed e Aditya Mehrotra controllano i dati sulle prestazioni della bici, i livelli della batteria e i livelli del serbatoio dell’idrogeno per calcolare l’autonomia del veicolo. Credito immagine: Adam Glanzman / MIT
A ottobre hanno presentato la bicicletta all’Hydrogen Americas Summit e a maggio si recheranno nei Paesi Bassi per presentarla al World Hydrogen Summit. Oltre ai due summit sull’idrogeno, il team prevede di mostrare la sua moto al Consumer Electronics Show di Las Vegas questo mese.
“Speriamo di utilizzare questo progetto come un’opportunità per avviare conversazioni sui sistemi di ‘piccolo idrogeno’ che potrebbero aumentare la domanda, il che potrebbe portare allo sviluppo di ulteriori infrastrutture”, afferma Mehrotra.
“Speriamo che il progetto possa aiutare a trovare applicazioni nuove e creative per l’idrogeno”. Oltre a queste dimostrazioni e alle informazioni online che il team fornirà, aggiunge, stanno anche lavorando alla pubblicazione di articoli su riviste accademiche che descrivono il loro progetto e le lezioni apprese da esso, nella speranza di avere “un impatto sul settore energetico”.
La motocicletta ha preso forma nel corso dell’anno pezzo dopo pezzo. “Abbiamo convinto un paio di sponsor del settore a donare componenti come la cella a combustibile e molti dei componenti principali del sistema”, afferma. Hanno inoltre ricevuto il sostegno della MIT Energy Initiative, dei dipartimenti di ingegneria meccanica, ingegneria elettrica e informatica e del MIT Edgerton Center.
I test iniziali sono stati condotti su un dinamometro, una sorta di tapis roulant strumentato che Mehrotra descrive come “sostanzialmente una finta strada”. Il veicolo ha utilizzato l’energia della batteria durante il suo sviluppo, fino a quando la cella a combustibile, fornita dalla società sudcoreana Doosan, non è stata consegnata e installata.
Lo spazio utilizzato dal gruppo per progettare e costruire il prototipo, la sede dell’Electric Vehicle Team, si trova nell’edificio N51 del MIT ed è ben allestito per eseguire test dettagliati di ciascuno dei componenti della bici man mano che viene sviluppato e integrato.
Elizabeth Brennan, laureata in ingegneria meccanica, afferma di essere entrata a far parte del team nel gennaio 2023 perché voleva acquisire maggiore esperienza in ingegneria elettrica “e me ne sono davvero innamorata”. Dice che i membri del gruppo “ci tengono davvero e sono molto entusiasti di essere qui, lavorare su questa bici e credere nel progetto”.
Brennan, che è il responsabile della sicurezza del team, ha imparato i metodi di gestione sicura richiesti per il carburante a idrogeno della bici, compresi i serbatoi speciali e i connettori necessari. Inizialmente il team ha utilizzato un motore elettrico disponibile in commercio per il prototipo, ma ora sta lavorando su una versione migliorata, progettata da zero, afferma, “che ci offre molta più flessibilità”.
Come parte del progetto, i membri del team stanno sviluppando una sorta di libro di testo che descrive cosa hanno fatto e come hanno eseguito ogni fase del processo di progettazione e fabbricazione di questa bicicletta elettrica a idrogeno e a celle a combustibile. Nessuna motocicletta del genere esiste ancora come prodotto commerciale, sebbene siano stati costruiti alcuni prototipi.
Questo tipo di guida al processo “semplicemente non esiste”, afferma Brennan. Aggiunge che “gran parte dello sviluppo tecnologico per l’idrogeno viene effettuato in simulazione o è ancora nelle fasi di prototipo, perché svilupparlo è costoso ed è difficile testare questo tipo di sistemi”.
Uno degli obiettivi del team per il progetto è quello di rendere tutto disponibile come progetto open source e “vogliamo fornire questa bicicletta come piattaforma per i ricercatori e per l’istruzione, dove i ricercatori possono testare idee sia in condizioni di spazio che di finanziamenti limitati”. ambienti”.
A differenza di un progetto realizzato come prodotto commerciale, afferma Mehrotra, “il nostro veicolo è completamente progettato per la ricerca, quindi puoi scambiare componenti dentro e fuori e ottenere dati hardware reali sulla qualità dei tuoi progetti”. Ciò può aiutare le persone a lavorare sull’implementazione delle loro nuove idee di design e contribuire a far avanzare il settore, afferma.
I pochi prototipi sviluppati in precedenza da alcune aziende erano inefficienti e costosi, afferma. “Per quanto ne sappiamo, siamo la prima piattaforma completamente open source, rigorosamente documentata, testata e rilasciata come piattaforma [fuel cell] moto nel mondo. Nessun altro ha realizzato una motocicletta e l’ha testata al livello che abbiamo raggiunto noi, e documentata al punto che qualcuno potrebbe effettivamente essere in grado di prenderla e ridimensionarla in futuro, o usarla nella ricerca.
Aggiunge che “al momento questo veicolo è accessibile per la ricerca, ma non lo è ancora per la produzione commerciale perché la cella a combustibile è un componente molto grande e costoso”. Doosan Fuel Cell, che ha fornito la cella a combustibile per il prototipo di bicicletta, produce celle a combustibile relativamente piccole e leggere, utilizzate principalmente nei droni. L’azienda produce anche sistemi di stoccaggio e distribuzione dell’idrogeno.
Il progetto continuerà ad evolversi, afferma il membro del team Annika Marschner, studentessa del secondo anno di ingegneria meccanica. “È una cosa in corso e, man mano che la sviluppiamo e apportiamo modifiche, rendendola una bici più forte e migliore, continuerà a crescere nel corso degli anni, si spera”, afferma.
Mentre il Team Veicoli Elettrici si è finora concentrato sui veicoli alimentati a batteria, Marschner afferma: “In questo momento stiamo guardando all’idrogeno perché sembra qualcosa che è stato meno esplorato rispetto ad altre tecnologie per realizzare trasporti sostenibili. Quindi, ci è sembrata una cosa entusiasmante offrire il nostro tempo e i nostri sforzi”.
Far funzionare tutto è stato un processo lungo. Il team utilizza il telaio di una motocicletta del 1999, con molte parti personalizzate aggiunte per supportare il motore elettrico, il serbatoio dell’idrogeno, la cella a combustibile e la trasmissione. “Fare in modo che tutto si adatti al telaio della moto è sicuramente qualcosa a cui abbiamo dovuto pensare molto perché lì lo spazio è molto limitato. Quindi, è stato necessario cercare di capire come montare le cose in modo intelligente in modo che non ci fossero conflitti”, dice.
Marschner afferma: “Molte persone non immaginano davvero che l’energia dell’idrogeno sia qualcosa che è disponibile e utilizzato sulle strade, ma la tecnologia esiste”.
Sottolinea che Toyota e Hyundai hanno sul mercato veicoli alimentati a idrogeno e che esistono alcune stazioni di rifornimento di idrogeno, principalmente in California, Giappone e alcuni paesi europei. Ma ottenere l’accesso all’idrogeno, “per il consumatore medio della costa orientale, è una sfida enorme, enorme. Le infrastrutture rappresentano sicuramente la sfida più grande in questo momento per i veicoli a idrogeno”, afferma.
Vede un futuro brillante per l’idrogeno come combustibile pulito in grado di sostituire i combustibili fossili nel tempo. “Penso che abbia un enorme potenziale”, afferma. “Penso che una delle maggiori sfide nel portare avanti l’energia dell’idrogeno sia riuscire a sviluppare effettivamente questi progetti dimostrativi e dimostrare che queste cose possono funzionare e che possono funzionare bene. Quindi, siamo davvero entusiasti di portarlo avanti”.
Scritto da MIT Energy Initiative
Da un’altra testata giornalistica. news de www.technology.org
