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Investigadores/as Institucionales

Tinaut, FranciscoAutor o CoautorNovella, RicardoAutor o CoautorGómez-Soriano, JosepAutor (correspondencia)González-Domínguez, DavidAutor o Coautor

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31 de julio de 2025
Publicaciones
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Artículo
Hybrid Gold

Numerical methodology for assessing greenhouse gas emissions in hydrogen-fueled internal combustion engines for road transport

Publicado en: INTERNATIONAL JOURNAL OF HYDROGEN ENERGY. 142 802-812 - 2025-06-27 142(), DOI: 10.1016/j.ijhydene.2025.05.235

Autores:

Tinaut, Francisco; Novella, Ricardo; Gomez-Soriano, Josep; Gonzalez-Dominguez, David
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Afiliaciones

Univ Politecn Valencia, CMT Clean Mobil & Thermofluids, Camino Vera S-N, Valencia 46022, Spain - Autor o Coautor

Resumen

Hydrogen-fueled internal combustion engines (ICEs) are one of the most promising solutions for decarbonizing road transport, mainly thanks to the possibility of converting modern engines for hydrogen operation with minor changes. This study evaluates the environmental impact of a hydrogen-powered light-duty vehicle through a bottom-up numerical methodology consisting of four steps: calibrating a predictive hydrogen (H2) combustion model using single-cylinder engine simulations, optimizing via modeling the H2 consumption and NOx emissions of a multi-cylinder SI engine, assessing the fuel consumed and pollutants emitted by a hydrogen-powered sport utility vehicle through real driving cycle simulations, and finally performing a well-to-wheel analysis using the vehicle consumption rate. Engine and vehicle simulation results show that optimizing air dilution for NOx control rather than fuel economy achieves near-zero NOx with a slight fuel penalty. The optimization focused on fuel economy leads to a 3.5 % fuel saving, while the optimization targeting NOx control results in a reduction of only 2.7 %. In exchange, NOx emissions are reduced by up to 97 %, reaching as low as 17 mg/km. Based on the wellto-wheel analysis results, it is concluded that H2-fueled ICE light-duty vehicles could exhibit a lower environmental impact than other existing technologies. Considering the two extreme scenarios proposed by the EU, a progressive reduction in equivalent CO2 emissions can be observed from 2020 to 2050. Emissions decrease from values exceeding 20,000 kg CO2 to nearly zero or even negative levels.
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Palabras clave

1d simulationDecarbonizationHydrogen combustionReal driving emissionSpark-ignition engine

Indicios de calidad

Impacto bibliométrico. Análisis de la aportación y canal de difusión

El trabajo ha sido publicado en la revista INTERNATIONAL JOURNAL OF HYDROGEN ENERGY debido a la progresión y el buen impacto que ha alcanzado en los últimos años, según la agencia WoS (JCR), se ha convertido en una referencia en su campo. En el año de publicación del trabajo, 2025, se encontraba en la posición 6/44, consiguiendo con ello situarse como revista Q1 (Primer Cuartil), en la categoría Electrochemistry.

Independientemente del impacto esperado determinado por el canal de difusión, es importante destacar el impacto real observado de la propia aportación.

Según las diferentes agencias de indexación, el número de citas acumuladas por esta publicación hasta la fecha 2026-04-17:

  • WoS: 1
  • Scopus: 1
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Impacto y visibilidad social

Desde la dimensión de Influencia o adopción social, y tomando como base las métricas asociadas a las menciones e interacciones proporcionadas por agencias especializadas en el cálculo de las denominadas “Métricas Alternativas o Sociales”, podemos destacar a fecha 2026-04-17:

  • La utilización de esta aportación en marcadores, bifurcaciones de código, añadidos a listas de favoritos para una lectura recurrente, así como visualizaciones generales, indica que alguien está usando la publicación como base de su trabajo actual. Esto puede ser un indicador destacado de futuras citas más formales y académicas. Tal afirmación es avalada por el resultado del indicador “Capture” que arroja un total de: 16 (PlumX).

Con una intencionalidad más de divulgación y orientada a audiencias más generales podemos observar otras puntuaciones más globales como:

    Es fundamental presentar evidencias que respalden la plena alineación con los principios y directrices institucionales en torno a la Ciencia Abierta y la Conservación y Difusión del Patrimonio Intelectual. Un claro ejemplo de ello es:

    • El trabajo se ha enviado a una revista cuya política editorial permite la publicación en abierto Open Access.
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    Análisis de liderazgo de los autores institucionales

    Existe un liderazgo significativo ya que algunos de los autores pertenecientes a la institución aparecen como primer o último firmante, se puede apreciar en el detalle: Primer Autor (Tinaut Fluixá, Francisco Vicente) y Último Autor (González Domínguez, David).

    el autor responsable de establecer las labores de correspondencia ha sido Gómez Soriano, Josep.

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    Objetivos del proyecto

    Esta aportación persigue los siguientes objetivos: analizar el impacto ambiental de vehículos ligeros propulsados por motores de combustión interna alimentados con hidrógeno mediante una metodología numérica; calibrar un modelo predictivo de combustión de hidrógeno a partir de simulaciones en motores monocilíndricos; optimizar el consumo de hidrógeno y las emisiones de NOx en motores de encendido por chispa multicilíndricos; evaluar el consumo de combustible y las emisiones contaminantes en vehículos utilitarios deportivos mediante simulaciones de ciclos de conducción reales; y realizar un análisis well-to-wheel basado en la tasa de consumo del vehículo para determinar la reducción progresiva de emisiones equivalentes de CO2 desde 2020 hasta 2050.
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    Resultados más relevantes

    El estudio presenta una metodología numérica para evaluar las emisiones de gases de efecto invernadero en motores de combustión interna alimentados con hidrógeno para transporte por carretera. Los resultados más relevantes son: la optimización centrada en la economía de combustible permite un ahorro del 3,5 %; la optimización para el control de NOx reduce las emisiones hasta en un 97 %, alcanzando niveles mínimos de 17 mg/km; la optimización para NOx implica una penalización de combustible del 2,7 %; las simulaciones en ciclo real muestran que el control de dilución de aire es efectivo para minimizar NOx; y el análisis well-to-wheel indica una reducción progresiva de emisiones equivalentes de CO2 desde más de 20,000 kg en 2020 hasta niveles cercanos a cero o negativos en 2050, según escenarios de la UE.
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    Reconocimientos ligados al ítem

    Funded by the "Ayuda a Primeros Proyectos de Investigacion" (PAID-06-24), Vicerrectorado de Investigacion de la Universitat Politecnica de Valencia UPV. Funding for open access charge: CRUE-Universitat Politecnica de Valencia.
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