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Zylinder-Motor Toyota rüstet konventionelle Benziner auf grünen Wasserstoff um

Das Triebwerk hilet de extreme Belastung eines 24-Stunden-Rennens durch.
Das Triebwerk hilet de extreme Belastung eines 24-Stunden-Rennens durch.
© Toyota / PR
Toyota gehört zu den Wasserstoffpionieren, neben dem Mirai II mit Brennstoffzelle rollte ein Rennwagen an den Start. Er befeuert einen konventionellen Dreizylinder mit Wasserstoff.

Wasserstoff gilt als Energie der Zukunft, doch in der Gegenwart sieht es eher traurig aus. Lediglich zwei Pkws sind derzeit im Markt, die mit Wasserstoff angetrieben werden. Der Toyota Mirai inzwischen in der zweiten und deutlich attraktiveren Version und der Hyundai Nexo. Das war es dann schon. Eine der Gründe für das geringe Angebot ist die relativ teure Technik der Brennstoffzelle. Zur Erinnerung: So ein Wasserstoffauto hat eigentlich ein Hybridsystem. Die Räder werden wie beim E-Auto von Elektromotoren angetrieben. Der Wasserstoff wird in einem Tank mitgeführt. Die Brennstoffzelle hat einen irreführenden Namen, denn der Wasserstoff wird dort nicht verbrannt, sondern erzeugt in einer chemischen Reaktion Wasser und Strom. Man benötigt also Motoren, Kraftwerk und den relativ aufwändigen Gastank an Bord.

Eine Menge Technik, die vor allem bei einem Pkw zu Preisproblemen führt. Das ist – neben der fehlenden Infrastruktur – der wesentliche Grund, warum sich die meisten Autohersteller vom Wasserstoff zurückgezogen haben und einseitig auf Batterie-Autos setzen. Wasserstoff-Pionier Toyota will nun einen anderen Weg erproben: Anstatt einer Brennstoffzelle wird ein schlichter Verbrenner erprobt. Indem eben nur kein fossiles Benzin eingespritzt wird, sondern Wasserstoff. Der zumindest im Prinzip aus grünen Quellen gewonnen werden kann.

BMW hat es auch probiert

Neu ist das Konzept nicht. Mit einem riesigen PR-Auftritt präsentierte BMW Ende der 1990er-Jahre eine Flotte von 7er-Erprobungsträgern mit dem gleichen Konzept. Doch zur Serie kam es nie. Während BMW imposante 12-Zylinder mit dem Gas befeuerte, arbeitet Toyota mit einem kleinen Dreizylinder-Turbo. Auch hier wird der Wasserstoff über ein modifiziertes Kraftstoff- und Einspritzsystem in die Brennräume eines Hubkolbenmotors gebracht.

Der Hauptvorteil des Wasserstoffs bleibt auch dann erhalten: Bei der Verbrennung entstehen keinerlei Schadstoffe und kein klimaschädliches CO2, lediglich Wasserdampf entweicht aus dem Auspuff. Dazu soll das Ansprechverhalten des Motors besser sein. Das erste Modell ist ein Rennauto. Bei der Karosserie handelt es sich um einen Corolla, der mit dem 1,6-Liter-Dreizylinder-Turbomotor und dem Allradantrieb des GR Yaris versehen wurden. Sein Debüt hatte das Rennfahrzeug bei den Fuji Super TEC 24 Hours in Japan, es überstand die Tortur mit Bravour.

Fernziel ist die Umrüstung des Fahrzeugsbestandes 

Technisch ist vor allem interessant, dass kein spezielles Triebwerk entwickelt wurde, sondern ein bestehender Benziner auf Wasserstoff getrimmt werden konnte. Der leitende Ingenieur Naoaki Ito sagte allerdings, dass die Umrüstung des 1600-ccm-Dreizylinder-Turbomotors nicht ganz einfach war. "Wir denken, dass die Umrüstung bestehender Automotoren auf Wasserstoff, ein mächtiges Werkzeug im Streben nach CO2-Neutralität darstellt", so Ito. Toyota verfolgt die Vision, zu erforschen, ob es möglich ist, bestehende Fahrzeuge mit vertretbarem Aufwand klimaneutral umzurüsten.

Das wäre ein Booster auf dem Weg zur Klimaneutralität, weil hier auch die Bestandsflotte, während ihrer Lebensdauer CO2-neutral werden kann. Setzt man nur auf Neufahrzeuge, muss man über 15 Jahren warten, bis der Bestand das Ende seines Zyklus erreicht. "Wir glauben, dass das Erreichen der CO2-Neutralität nicht nur den Bau neuer Autos erfordert, sondern auch die Nutzung und Verbesserung der bereits vorhandenen Autos und Technologien. Zu diesem Zweck haben wir versucht, den Umbau mit minimalen Komponentenänderungen und Steuerungstechnologien zu ermöglichen. Daran arbeiten wir nun schon seit mehreren Jahren und es war nicht einfach. Zunächst versuchten wir einen Bi-Fuel-Ansatz mit 50 Prozent Benzin und 50 Prozent Wasserstoff. Dann versuchten wir es mit 100 Prozent Wasserstoff, aber zuerst ging uns der Motor innerhalb von fünf Minuten kaputt. Wenn man an diese Tage zurückdenkt, übertrifft ein 24-Stunden-Rennen unsere kühnsten Träume." Denkbar wäre es auch, Übergangsmotoren zu bauen, die zunächst mit Benzin laufen und später mit geringem Aufwand umgerüstet werden können.

Kra mit Pressinform

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