バース大学、水素エンジンの運転に成功。速度記録の樹立を目指す学生チーム
英・バース大学の工学部学生チームが、水素を燃料とするエンジンを製造し、運転に成功した初の大学生となり、世界初の快挙を成し遂げた
速度記録の樹立を目指しているバース水素チームのメンバーは、3月に試作エンジンのスイッチを入れ、初回走行に成功した。
この成果により、彼らは水素を燃料とする内燃エンジンを開発し、運転した世界初の学部生となった。彼らの研究は、大手自動車メーカーが技術開発を進めているものの、水素を動力源とする内燃エンジンが現在市販されていないという事実によって際立っている。
スタートアップの成功
バース水素のテクニカル・リーダーであるニコラス・バート氏は、機械工学の修士課程で学んでいる。バート氏は、自分たちのすべての努力の素晴らしい検証だったとし、次のようにコメントしている。
バート氏：私たちは今、テストリグを使用していますが、その前に記録に挑戦するエンジンの改造に取り掛かっています。初期のスポンサーや大学周辺からのサポートは、かけがえのないものでした。
プロジェクトは昨年、チームメンバーの学業の一環であるグループ・ビジネス・デザイン・プロジェクトとして始まった。当初は、水素燃料についての予備知識も、エンジンを実現するために必要なことも、誰ひとりとして持ち合わせていなかったという。
自動車工学と機械工学の修士課程を取得中で、バース水素チームのリーダーであるサミュエル・レイ氏は次のようにコメントしている。
レイ氏：水素を燃料とするエンジンは、通常のガソリンエンジンとはまったく異なる働きをするため、市販されていないさまざまな部品が必要となります。例えば、リンク・エンジン・マネージメントと協力して、彼らのECUを水素で動作するようにプログラムするのに苦労しました。
バース水素チームは、水素がゼロカーボン燃料となる可能性があること、2035年からガソリン車とディーゼル車の新車販売が禁止される予定であること、そして水素を燃料およびエネルギー貯蔵媒体として使用することに関する同大学の重要な研究専門知識を考慮して、水素を燃料とするレースカーの製作に焦点を当てることにした。
発電機エンジンをベースにしたプロトタイプ
バース水素エンジンは、チームのスポンサーであるVanguard社から寄贈された単気筒ガソリンエンジンを改良したもの。このユニットは、比較的シンプルで、適応の可能性があり、同社の寛大なサポートがあったため、テストベッドとして選ばれた。
チームは、専門的な電子制御ユニット（ECU）を提供したスポンサーのリンク・エンジン・マネジメントと、エンジンの新しい水素専用燃料噴射装置を提供したクリーン・エア・パワーの協力を得て、エンジンを再設計した。
このテストエンジンによってチームは技術と能力を磨き上げ、次年度には、現在のエンジンプロトタイプの開発から得た知見を活かして、2.3リッター・フォード・エコブースト・エンジンを水素燃料に適合させる作業に着手する。フォードのユニットは、ジネッタG20レーシングカーに搭載され、水素を燃料とする内燃機関（H2ICEとして知られる）のさまざまな陸上速度クラス記録に挑戦するために使用される。
水素は燃料としてガソリンに比べ多くの利点がある。主な利点は、使用時にCO2を発生させないことだが、同時に多くの課題もある。水素は単位質量あたりのエネルギー密度が非常に高いが、単位体積あたりのエネルギー密度は非常に低いため、十分な燃料を車両に貯蔵することが難しい。
この問題を解決するには、水素を高圧の圧縮気体として貯蔵するか、約-250℃の液体として貯蔵する必要があるが、どちらもガソリンと比べると大きな困難を伴う。
プロトタイプエンジンが搭載された試験装置は、安全要件を満たすため、屋外で遠隔操作パネルを使って操作しなければならない。
バースの学生工学の血統
総勢15名のバース水素チームは、機械工学、自動車工学、総合機械工学、電気工学などのコースで学ぶ3年生と4年生で構成されている。このチームは、英国で最も成功したフォーミュラ・ステューデント・レーシングチームのひとつであるチーム・バースレーシングの後を受けて結成された。
レイ氏：私たちの多くにとって、自分たちのクルマを設計し、エンジニアリングし、競争する素晴らしい機会を得ることが、バース大学に入学した大きな理由だったからです。
チームの指導教官であるケビン・ロビンソン博士は、次のようにコメントしている。
ロビンソン博士：私たちの多くは、水素や合成燃料を特定のニッチな分野で使用し、ネット・ゼロを目指す上で、内燃機関は依然として重要な役割を担っていると考えています。プロトタイプエンジンを稼働させることは、このプロジェクトにおいて非常に重要なマイルストーンとなりました。 まだ日が浅いですが、全負荷での数分間を含め、これまでに約3時間の連続運転を完了しました。すべてのシステムはうまく機能しており、貴重なデータが得られている。まだやるべきことはたくさんあるが、これは非常に有望なスタートとなりました。
バースの他のレーシングチーム、チーム・バースレーシングエレクトリックと、電気レーシング・モーターサイクルを開発中のチーム・バースゼロは、引き続き運営され、フォーミュラステューデントや同等の大会に参戦している。さらに同大学の学生エンジニアリング・チームは、独自のレーシング・ドローン、ロケット、水質モニター、さらには人工心臓を設計・開発している。
バース水素のスポンサーには、Vanguard、Link Engine Management、Clean Air Power、Frazer-Nash Consultancy、The Bugatti Trust、Vector、Rotork、Rapid Harness、Easy Composites、De Spong Enterprises Ltd、Solenoid Valvesのほか、IAAPSとバース大学が名を連ねている。
チームは、テストを継続し、目標とするH2ICE陸上速度記録に挑戦するため、さらなる支援の申し出を歓迎している。
バース大学