Toyota entwickelt H2-Verbrennungsmotoren

Kann Wasserstoff als Kraftstoff für Verbrennungsmotoren ein aktueller Antrieb für Pkw sein? Es kann nicht ausgeschlossen werden. Der neueste Prototyp von Toyota ist ein Corolla Cross mit einem 1,6-Liter-3-Zylinder-GR-Turbomotor – und er wird mit Wasserstoff betrieben.

HICE vs. FCEV

Der Motor im Toyota-Prototyp ist ein Benzinmotor, der auf den Betrieb mit Wasserstoff umgerüstet wurde. Einer der Vorteile von HICE – Wasserstoff-Verbrennungsmotor - ist, dass es auf bewährter Technologie basiert. Es spricht Fahrer an, die Verbrennungsmotoren gegenüber Elektromotoren bevorzugen. Veränderbarer Motorsound und die Möglichkeit, eine Übersetzung auszuwählen, sorgen für Fahrspaß. Darüber hinaus vermeiden Sie Mehrgewicht und Probleme durch Hochvoltbatterien.

Die Wasserstoffautos, die Sie heute kaufen können, sind vom Typ FCEV – Brennstoffzellen-Elektrofahrzeug – das auf einer Brennstoffzelle zur Umwandlung von Wasserstoffgas basiert Strom. Der Antrieb hinter der Brennstoffzelle erfolgt zu 100 % elektrisch mit einer Hochvoltbatterie. Da die Brennstoffzelle ständig Strom liefert, kommt man mit einer relativ kleinen Batterie aus. Das Wasserstoffauto Toyota Mirai ist ein Beispiel für FCEV. Das Fahrerlebnis ist wie in einem Elektroauto.

Wasserstoffautos mit Brennstoffzelle hat gegenüber dem H2-Verbrennungsmotor mehrere Vorteile. Vor allem, weil sie als emissionsfreie Fahrzeuge gelten. Verbrennungsmotoren hingegen stoßen beim Verbrennungsprozess NOx aus – auch solche, die mit Wasserstoff betrieben werden. Obwohl ein Großteil der Emissionen herausgefiltert werden kann, können die Autos nicht als emissionsfreie Fahrzeuge bezeichnet werden. Ein weiterer negativer Faktor ist der Ausnutzungsgrad des Brennstoffs. Grob gesagt können Autos mit Brennstoffzelle 40–60 % erreichen, während Wasserstoffautos mit Verbrennungsmotor nur 20–30 % erreichen. Im Vergleich dazu kann ein batteriebetriebenes Elektroauto eine effiziente Nutzung von 70–80 % erreichen. Alle Autos mit Elektromotor können durch regeneratives Bremsen Energie zurückgewinnen. Autos mit Verbrennungsmotor können das nicht.

Produktion?

Toyota hat angekündigt, dass es zu früh sei, sich nur auf einen zukünftigen Antriebsstrang festzulegen. Sie entwickeln daher mehrere Alternativen, darunter auch Antriebsstränge auf Wasserstoffbasis. Sie haben auf Japanisch teilgenommen Super-Taikyu-Langstreckenrennen für 2024 mit einem Toyota Corolla, dessen Verbrennungsmotor für den Betrieb mit flüssigem Wasserstoff umgebaut wurde. Die Erfahrungen aus dem Rennsport haben dazu beigetragen, die Reichweite und Leistung zu steigern und schnell Kraftstoff tanken zu können. Toyotas neuester Prototyp – a Kronenkreuz mit H2-Verbrennungsmotor, bietet Platz für 5 Personen und Gepäck. Es ist einem HICE-Modell, das auf normalen Straßen gefahren werden kann, einen Schritt näher gekommen. Toyota behauptet in einer Pressemitteilung, dass man nun zu 40 % auf dem Weg sei, die HICE-Technologie mit flüssigem Wasserstoff zu vervollständigen – zunächst für den Rennsport.

Innenraum des Toyota Cross Hydrogen Concept (Quelle: Toyota)

Corolla Cross H2-Konzept

Der Motor basiert auf dem 1,6-Liter-3-Zylinder-Turbomotor von GR, umgerüstet auf Hochdruck-Wasserstoff-Direkteinspritzung. Die Wasserstofftanks stammen vom Toyota Mirai. Das Auto bietet Platz für 5 Personen mit Gepäck.

Ein Markt für HICE?

Momente, die sprechen mot Verbreitung der HICE-Technologie

Ausgenommen sind etwaige Förderprogramme für emissionsfreie Fahrzeuge.
Die Verbreitung von Wasserstofffahrzeugen erfordert einen massiven Ausbau von Wasserstofftankstellen entsprechend dem Ausbau von Elektroladestationen.

Momente, die sprechen für den Verbreitung der HICE-Technologie

Wasserstoff reduziert die Emissionen an Orten mit schlecht ausgebauten Stromnetzen. Laut Toyota-Manager Aiko Toyoda In großen Teilen der Welt gibt es keinen ausreichenden Strom.

Benötigt keine Rohstoffe wie Lithium und Nickel. H2 kommt in Wasser vor.

Autos mit Verbrennungsmotoren sorgen für mehr Fahrspaß als Elektroautos.

Möglichkeiten zum Umbau bestehender Verbrennungsmotoren.

Der Durchbruch von Wasserstoff als Kraftstoff im Pkw hängt nicht nur davon ab Zugang auf Wasserstoff. Das sollte es auch sein billiges, og bärenstark. Heutzutage kann Wasserstoff durch Elektrolyse von Wasser hergestellt werden – ein Prozess, der Strom erfordert. Hin und wieder gibt es Spekulationen, denen Toyota nachgeht vann als Treibstoff. Vielleicht können die Autos der Zukunft „on the fly“ selbst Wasserstoff produzieren? Die Lebenden werden es sehen!