Die Entwicklung von Wasserstoff konzentriert sich heute tendenziell auf eher prosaischen Transport, wie zum Beispiel Lieferfahrzeuge, aber Toyotas Projekte gehen eher in eine aufregende Richtung.
Zurück im Jahr 2021 nahm es am 24-Stunden-Rennen auf dem Fuji teil und setzte einen Corolla Sport ein, der nicht von einer Wasserstoff-Brennstoffzelle, sondern von einer speziell entwickelten H2-Version des Dreizylinder-Verbrennungsmotors des GR Yaris angetrieben wurde, und im letzten Monat nahm das Auto am Finale der Super Taikyu Series teil.
Der Corolla fährt mit „boil-off“ Wasserstoff aus flüssigem Wasserstoff, der in seinem Kraftstofftank mitgeführt wird.
Das Verbrennen von Wasserstoff in einem Verbrennungsmotor erzeugt keine Emissionen von Kohlenmonoxid (CO) oder unverbrannten Kohlenwasserstoffen (HC), die zwei der drei Emissionen sind, die in einem herkömmlichen Benzinauto durch einen Drei-Wege-Katalysator gereinigt werden.
Der dritte besteht aus Stickoxiden (NOx), und obwohl der Rennmotor immer noch etwas davon produziert, sind die Mengen weit geringer als die, die von einem Benzin-Verbrennungsmotor produziert werden, und sie werden durch Abgasnachbehandlung neutralisiert.
Der neuartige Ansatz zur Verwendung von abgekochtem Gas stammt von der unvermeidlichen Achillesferse des flüssigen Wasserstoffs, der buchstäblich verdampft, während das Auto stillsteht und nichts tut. Flüssiger Wasserstoff wird in kryogenen Tanks bei frostigen -253 Grad C gelagert. Unvermeidlich dringt Wärme von außen in den isolierten Tank ein und der Wasserstoff beginnt zu verdampfen – er verdampft.
Vor ein paar Jahrzehnten, als die ernsthafte Entwicklung moderner Wasserstoff-Brennstoffzellen- und Verbrennungsmotoren begann, waren die Hochdrucktanks zur Speicherung von gasförmigem Wasserstoff bei 350-700 bar, die heute die Standardtechnologie sind, noch nicht vorhanden.
Die meisten Projekte, die sich auf die Verwendung von flüssigem Wasserstoff und den Umgang mit abgekochtem Wasser konzentrierten, bedeuteten, dass es durch ein Ventil freigesetzt wurde, wenn der Druck zunahm, was einen Prozentsatz des Kraftstoffs kontinuierlich verschwendete. Wenn ein Auto lange genug stehen gelassen wurde, könnte es ohne Bewegung den Kraftstoff verlieren.
Auf der positiven Seite ist flüssiger Wasserstoff weit energiedichter als gasförmiger Wasserstoff und bietet somit ein größeres Potenzial für eine höhere Reichweite.
Was Toyota getan hat, ist, abgekochtes Gas in etwas Positives umzuwandeln: anstatt das verdampfende Gas einfach in die Atmosphäre abzulassen, wird es erfasst und in mehreren Schritten verwendet.
Das abgekochte Gas wird unter Druck gesetzt und dem Motor zugeführt und direkt als Kraftstoff zur Energieversorgung des Autos verwendet. Die Pumpe, die die Arbeit erledigt, erhöht den Druck des abgekochten Gases um das Zwei- bis Vierfache, was ausreicht, um den Motor mit Kraftstoff zu versorgen.
Überschüssiges Gas wird verwendet, um Elektrizität in einem Wasserstoff-Brennstoffzellen-Stack zu erzeugen, die zur Stromversorgung einer flüssigen Wasserstoffpumpe und anderer Nebenaggregate verwendet wird. Wenn nach diesen Schritten immer noch ein Überschuss vorhanden ist, wird der Überschuss mithilfe eines Katalysators in Wasserdampf umgewandelt und sicher außerhalb des Autos freigesetzt.
Toyota sucht nach technischen Partnerschaften, um die Technologie weiterzuentwickeln.