Ano ang Magbubuo ng Tulay sa Pagitan ng ICE at mga Elektrikong Motor?

Ang mga sasakyang pinapagana ng electric motor ay ang hinaharap. Maging sa pamamagitan ng paggamit ng mga baterya, hydrogen fuel cells, o iba pang makabagong solusyon, pareho ang resulta – ang mga internal combustion engine (ICE) ay papalapit nang mawala.

Hindi ito pagbabagong mangyayari agad-agad. Sa loob ng mga dekada, ang mga bansa sa buong mundo ay nag-invest nang malaki sa pag-develop ng imprastruktura na dinisenyo para sa likidong gasolina tulad ng petrolyo at diesel. Bagaman makatwiran ang pag-aakalang naubos na ang potensyal ng mga sasakyang ICE, hindi ito totoo, at ang patuloy na pag-unawa natin sa agham ng materyales ay nagbibigay daan sa isang hinaharap kung saan mapapalawig ang buhay ng ICE upang makasama nang mapayapa ang mga electric na katapat nito sa loob ng maraming taon.

Sa kabila ng nakatakdang lumago ang industriya ng ICE mula ~\$55B noong 2021 hanggang ~\$70B pagsapit ng 2028, na may CAGR na 3.71%, may natitirang potensyal sa pamumuhunan na hindi pa napapakinabangan.

Ang sumusunod ay isang maikling pagtanaw sa ilang inobasyon na may potensyal na magbigay ng bagong buhay sa mga sasakyang ICE, na nagbubuo ng tulay patungo sa hindi maiiwasang dominasyon ng mga EV.

Mga Tagagawa at Inobador

Bago tingnan ang ilan sa mga bagong inobasyon na naglalayong pahabain ang buhay ng ICE, siguraduhing silipin ang mga sumusunod na publicly traded na kumpanya; na bawat isa ay aktibong gumaganap sa pag-develop/pag-promote ng mga produktong ito.

Porsche (P911)

Sa hanay ng mga tagagawa ng sasakyan, ang Porsche ay isa sa pinaka-iconic. Ang mga pagsisikap ng kumpanya ay higit pa sa paglikha ng mga gumagalaw na obra maestra, at responsable sa pag-develop at pagtataguyod ng mga bagong teknolohiya na naglalayong mapabuti ang performance at kahusayan ng kanilang mga sasakyan (hal. synthetic fuel).

Ang Porsche ay nakabase sa Stuttgart, Germany. Ang kumpanya ay may halos 40,000 na empleyado, at nag-ulat ng kita na umabot sa $37B noong nakaraang fiscal year.

Tesla (TSLA)

Bagaman umaasa ang Tesla sa mga third party para sa mismong paggawa ng kanilang mga battery pack, ang mga pangangailangan at kahilingan ng kumpanya ay nag-iisang responsable sa malaking bahagi ng inobasyon sa sektor ng EV sa nakalipas na 20 taon.

Habang ang 2022 ay nakaranas ng matinding pagbaba sa TSLA stock, nagbago na ang takbo, na ang 2023 ay nagmarka ng kahanga-hangang turnaround na +55.48% YTD sa oras ng pagsulat. Sa kabila ng mahirap na 2022, nagawang ipagmalaki ng kumpanya ang kita na $81.46B sa panahong iyon.

Ang Tesla ay nakabase sa Texas, United States.

Artipisyal na Intelihensiya

Ang unang inobasyon na magpapahintulot sa mga sasakyang ICE na patuloy na maging mas epektibo at magdagdag ng ilang karagdagang taon bago ito maging lipas ay ang self-driving gamit ang artificial intelligence (AI).

May kakayahan ang AI na alisin ang pagkakamali at gawi ng tao mula sa equation. Papayagan ng AI ang komunikasyon sa pagitan ng mga sasakyan sa kalsada, na magbabawas ng pagsisikip at trapiko at ang kalakip na sobrang emisyon; susunod ang AI sa mga limitasyon ng bilis at iiwasan ang hindi epektibong paghabol mula ilaw papunta sa ilaw; maaaring panatilihin ng AI ang matatag na bilis nang hindi labis na pinapagana ang throttle.

Para sa bawat isa sa mga nabanggit na dahilan, at marami pang iba, may potensyal ang AI na pahintulutan ang tradisyonal na mga sasakyang ICE na manatiling kasing kompetitibo hangga’t maaari laban sa mga EV.

Sintetikong Panggatong

Ang pangunahing suliranin ng mga sasakyang ICE ay ang kanilang pag-asa sa fossil fuels. Hindi lang tayo nauubusan ng pinagkukunan ng gatong na ito, ang pagkuha nito mula sa lupa at ang kasunod na pagproseso at pagsunog ay nakasasama sa kapaligiran.

Dahil dito, hindi nakakagulat na malaman na isa sa mga pinaka-promising na inobasyon na tutulong pahabain ang buhay ng mga sasakyang ICE ay ang paglikha ng synthetic fuels o ‘eFuel’. Sa katunayan, ang synthetic fuels ay may ganitong pangako na ang mga rehiyon tulad ng Europe ay nagpasya nang magbigay ng exemption sa kanilang pagbabawal sa mga CO₂-emitting na makina sa mga darating na taon para sa mga gumagamit ng eFuel.

Kaya ano nga ba ang synthetic fuels o ‘eFuel’? Ito ay isang pinagkukunan ng enerhiya na maaaring palitan ang gasolina na nagmula sa fossil fuels para magamit sa karaniwang mga sasakyang ICE. Sa kasalukuyan, may dalawang pangunahing paraan ng paggawa nito:

• Sa pamamagitan ng multi-step na proseso kung saan ang H₂O ay hinahati sa pamamagitan ng electrolysis, na naglalabas ng diatomic hydrogen molecules na pagkatapos ay kinokonvert sa methanol sa pamamagitan ng pagsasama nito sa CO₂ na nakuhang mula sa hangin. Ang nabuo na methanol ay pagkatapos ay kinokonvert sa eFuel (synthetic gasoline) sa mataas na temperatura gamit ang mga catalyst.
• Pagtatayo ng mga hydrocarbon na nagsisilbing pundasyon ng gasolina mula sa CO₂ at H₂

Dapat tandaan na sa kasalukuyan, ang mga eFuel ay hindi perpektong solusyon. Ang mga prosesong nabanggit sa itaas para lumikha ng eFuel ay napaka-energy intensive. Bukod pa rito, ang resulta na ‘gasolina’ ay nananatiling ‘tailpipe emitter’. Ang kayang ialok ng proseso ay ang kakayahang gawing carbon neutral ang nagawang fuel sa pamamagitan ng pag-alis ng CO₂ mula sa hangin at paggamit ng sustainable na pinagkukunan ng enerhiya sa proseso ng paggawa.

Habang maaaring itaguyod ng Porsche ang inobasyong ito bilang paraan upang gawing mas berde ang mga sasakyang ICE – na mananatili sa kalsada sa loob ng mga dekada kahit anong antas ng pag-adopt ng EV – ito ay mga kumpanya tulad ng HIF ang nagtatrabaho upang perpektuhin ang fuel at mga prosesong kinakailangan para likhain ito.

Friction – Kaibigan o Kaaway?

Pagdating sa ground transportation, ang friction ay parehong biyaya at kahinaan nang sabay. Ang friction ay kinakailangan para maipasa ang kapangyarihan mula sa mga gulong ng sasakyan papunta sa lupa. Ito ang nagbibigay-daan sa mga sasakyan na mapanatili ang kontrol sa pagpreno at pagliko. Ngunit nagiging kahinaan ito sa drivetrain ng sasakyan, kung saan ang friction ay maaaring magresulta sa malaking bahagi ng potensyal na mekanikal na enerhiya na nasasayang bilang init.

Dalawang solusyon para mapagtagumpayan ang friction ay ang surface texturing at ang paggamit ng synthetic lubricants.

Mga pag-aaral na ginagawa sa surface texturing ay nagpakita ng magagandang resulta sa pamamagitan ng paggamit ng parehong grooves at dimples sa loob ng mga pader ng silindro ng ICE, na nagpakita ng malaking pagbaba sa friction at nagreresultang init.

Ang synthetic lubricants ay hindi bago. Noong unang ipinakilala ito mga dekada na ang nakalilipas, kapalit ng tradisyonal na engine oil, nagbigay ito ng alternatibo na may mas mahusay na lubrication, wear characteristics, variable viscosities, at iba pa. Ang agham sa likod ng mga lubricant na ito ay hindi huminto. Sa patuloy na pagtaas ng ating pag-unawa sa material sciences, ang synthetic lubricants ay patuloy na naging mas matibay at epektibo sa kanilang trabaho.

Pinagsama, ang paggamit ng surface texturing at pagpapabuti ng synthetic lubricants ay may potensyal na tulungan ang mga sasakyang ICE na alisin ang malaking bahagi ng mekanikal na pagkalugi na nangyayari sa mga drivetrain. Bagaman hindi nila kailanman maaabot ang mataas na kahusayan ng mga EV, na nag-aangkin ng kasing baba ng 5% na pagkalugi, ang pag-alis ng halos 50% na pagkalugi ng ICE ay makakatulong nang malaki upang pahabain ang kanilang buhay.

Pagbabalik-isip sa ICE

Kaya maaaring palitan ng AI ang driver, maaaring palitan ng synthetic fuels ang pinagkukunan ng enerhiya, at ang mga modernong lubricant na pinagsama sa surface texturing ay maaaring bawasan ang mekanikal na pagkalugi ng makina. Lahat ng ito ay maganda, ngunit may isang kumpanya na nagdadala ng mga inisyatibang ito isang hakbang pa higit sa pamamagitan ng halos kumpletong redesign ng tradisyonal na ICE mismo.

Avadi engines, na kamakailan lamang ay nagsara ng isang crowdfunding campaign sa StartEngine na nagresulta sa pag-raise ng higit sa $210,000, ay nag-aangkin na sa pamamagitan ng pag-aalis ng tradisyonal na valvetrain, ang kanilang redesigned ICE ay mas compact, magaan, mas epektibo, versatile, at isang torque monster.

Ang natatanging disenyo ng kumpanya ay gumagamit ng rotating piston na may twin connecting rods. Ang pag-ikot ng piston ang nagbibigay-daan sa pag-aalis ng tradisyonal na valvetrain, sa pamamagitan ng pagpapahintulot na isama ang intake at exhaust valves sa ulo ng silindro.  Ipinagmamalaki ng Avadi na,

“Ayon sa internal testing, ang aming Avadi MA-250 ay halos kalahati ng timbang at doble ang torque & horsepower ng pinakamalapit na kakompetensyang engine, habang sinusunog ng humigit-kumulang 30% na mas kaunting fuel.”

Habang ipinapakita ng Avadi na ang kanilang unang modelo, ang MA-250, ay may 15hp at 22lb-ft habang tumitimbang lamang ng 26lb, maaari rin itong i-scale up at down para sa iba’t ibang aplikasyon.

Ang kakayahang i-scale up at down ay mahalaga dahil ang ICE ay ginagamit hindi lamang sa ground transportation. Sa katunayan, isa sa mga dahilan kung bakit mananatiling laganap ang ICE sa mga darating na taon ay ang malawak nitong paggamit sa napakaraming aplikasyon. Maging ito man ay garden tractor, ATV, wood chipper, o iba pang makinarya, matatagpuan ang ICE kahit saan. Ito ay isang realisasyon na tinutugunan ng mga kumpanya tulad ng Avadi at ang kanilang MA-250 prototype.

Huling Salita

Tulad ng sinabi sa simula ng artikulong ito – ang pagkapalit ng EV sa ICE ay tanong lamang ng panahon. Hindi na ito mukhang malaking tanong sa puntong ito. Ang kawili-wili naman ay ang patuloy na katalinuhan ng mga inhinyero na nagpapahintulot sa ICE na manatiling isang viable na pinagmumulan ng kapangyarihan sa mga darating na taon.

Habang narito na ang mga EV ngayon, at papalapit na sa parity sa mga sasakyang ICE sa iba’t ibang sukatan, aabutin pa ng ilang panahon bago sumunod ang pandaigdigang imprastruktura. Dahil dito, may natitirang sapat na panahon para sa mga matatalinong mamumuhunan na gumawa ng kapakipakinabang na pamumuhunan sa larangan ng ICE. Maging ito man ay sa pamamagitan ng bridging technologies tulad ng modernong fuels, lubricants, o redesign ng engine – naroroon ang pagkakataon.

Marahil sa ilang taon, magkakaroon ng araw na tayo ay may self-driving na sasakyan na pinapagana ng Avadi engine, tumatakbo sa eFuel, at nagtataglay ng pambihirang kahusayan sa pamamagitan ng paggamit ng next-gen lubricants at surface texturing.