De auto-industrie heeft de afgelopen decennia een ongekende transformatie ondergaan, gedreven door de zoektocht naar duurzame alternatieven voor fossiele brandstoffen. Hoewel elektrische voertuigen deze revolutie hebben aangevoerd, zou hun dominantie in gevaar kunnen komen door de opkomst van verbrandingsmotoren die worden aangedreven door waterstof. In 2022 onthulde AVL RACETECH, de racedivisie van AVL, een motor die op waterstof als brandstof loopt en een waterinjectiesysteem bevat om de prestaties te verbeteren.
Deze doorbraak markeert een keerpunt in de evolutie van aandrijfsystemen en vormt een serieuze concurrentie voor elektrische auto’s en biedt een meer levensvatbare en milieuvriendelijke oplossing voor de toekomst van transport. In tegenstelling tot brandstofcellen maakt de waterstof verbrandingsmotor van AVL RACETECH gebruik van bestaande technologie om de efficiëntie te verbeteren en de uitstoot van vervuilende stoffen te verminderen. Met een geoptimaliseerd ontwerp en uitstekende prestaties kan deze innovatieve benadering de toekomst van duurzame mobiliteit herdefiniëren.
Een nieuw tijdperk in waterstofverbranding
Sinds de introductie in 2022 heeft de waterstofmotor, ontwikkeld door AVL RACETECH, een revolutie teweeggebracht in de perceptie van verbrandingsmotoren. In tegenstelling tot conventionele waterstofmotoren, die bekritiseerd werden om hun lage efficiëntie als gevolg van inefficiënte verbranding, is dit prototype erin geslaagd om deze beperkingen te overwinnen en een efficiëntie van 150 kW per liter te bereiken.
Om dit efficiëntieniveau te bereiken, integreerden de ingenieurs van AVL RACETECH een waterinjectiesysteem in de inlaat van de motor. Deze techniek verhoogt de boostdruk en verlaagt de temperatuur in de verbrandingskamer, waardoor problemen zoals voorontsteking worden beperkt en de operationele veiligheid van de motor wordt verbeterd. Daarnaast is het motorontwerp gebaseerd op geavanceerde simulaties en driedimensionale stromingsberekeningen om het luchtmanagement te optimaliseren en de mechanische spanning op de componenten te minimaliseren.
Paul Kapus, projectmanager, benadrukt de technische complexiteit van het bereiken van raceprestaties met een waterstofmotor. Volgens Kapus maakt de gelijkenis tussen een benzinemotor en een waterstofmotor het een relatief eenvoudige aanpassing in vergelijking met brandstofceltechnologieën, waardoor het een kosteneffectieve en toegankelijke optie is.
Het door AVL RACETECH ontwikkelde prototype is een tweeliter waterstofmotor met interne verbranding (H₂-ICE) die een indrukwekkend koppel van 500 Nm tussen 3.000 en 4.000 tpm genereert, gebruik maakt van stoichiometrische verbranding en een lucht-brandstofverhouding van 1 (lambda=1) handhaaft, waardoor een optimale balans tussen efficiëntie, prestaties en emissiebeheersing wordt gegarandeerd.
Een van de meest opvallende kenmerken van deze motor is het wastegate turbolaadsysteem, ontworpen om de luchtbehoefte van de motor te optimaliseren en een efficiëntere verbranding te garanderen. Tijdens tests in het hoofdkwartier van AVL in Graz behaalde het prototype een maximumvermogen van 410 pk (gelijk aan 301,7 kW) bij 6.500 tpm, waarmee zijn positie als krachtig alternatief voor traditionele benzine- en dieselmotoren werd verstevigd.
Een van de belangrijkste voordelen van waterstofverbrandingsmotoren is dat ze gebruik kunnen maken van de bestaande infrastructuur, waardoor ze gemakkelijker kunnen worden toegepast zonder dat er radicale veranderingen in de industrie nodig zijn. In tegenstelling tot elektrische voertuigen, die afhankelijk zijn van een oplaadnetwerk en de ontwikkeling van efficiëntere batterijen, kunnen waterstofmotoren gebruikmaken van aangepaste tankstations voor snel en efficiënt tanken.
Bovendien genereren deze motoren bijna geen uitstoot, aangezien hun enige bijproduct waterdamp is, waardoor ze een milieuvriendelijke optie zijn. In tegenstelling tot elektrische voertuigen bieden waterstofmotoren vergelijkbare prestaties zonder aan efficiëntie in te boeten. Vooruitkijkend belooft de waterstoftechnologie sectoren als langeafstandsvervoer en industrie te transformeren, omdat het in vergelijking een snellere en duurzamere oplossing biedt.
Naarmate de industrie zich verder ontwikkelt, is de vraag niet langer of waterstof deel zal uitmaken van de toekomst van mobiliteit, maar wanneer en in welke mate het de huidige aandrijfsystemen zal vervangen. Met innovaties zoals de AVL RACETECH motor lijkt de toekomst steeds dichterbij. De mogelijkheid van schoner, efficiënter en betaalbaar transport ligt om de hoek, en waterstof zou de sleutel kunnen zijn om dat te bereiken.
Dankzij het geavanceerde ontwerp, de hoge prestaties en het vermogen om te integreren met de huidige infrastructuur, zou de waterstofmotor van AVL RACETECH een nieuw tijdperk in transport kunnen openen. Uiteindelijk komt waterstof naar voren als een levensvatbaar alternatief dat efficiëntie, prestaties en milieuvriendelijkheid combineert. Waterstofverbrandingstechnologie vergemakkelijkt de overgang naar een emissievrije, schonere en duurzamere toekomst.
