Toyota zeigt Druckerhöhungstechnologie für Flüssigwasserstoff-Kraftstoffsysteme

Der Toyota-Beitrag in der Endrunde der diesjährigen Eneos Super Taikyu Series 2024 war das ORC Rookie GR Corolla H2 Concept.

Le Mans-Prototyp GR H2 Racing Concept (Foto: Toyota)

Das mit Wasserstoff betriebene Modell ist seit 2021 in der Serie vertreten. Und als die Organisatoren des 24-Stunden-Langstreckenrennens von Le Mans erklärten, dass sie ab 2026 mit Wasserstoff betriebene Fahrzeuge zulassen würden, war Toyota der erste, der seinen Prototypen, das GR H2 Racing Concept, vorstellte.

Der japanische Autobauer hat also offensichtlich Erfahrung in diesem Bereich. Doch auch beim Finale des Eneos Super Taikyu nutzte Toyota die Gelegenheit, eine Prototyptechnologie vorzustellen, die die Nachhaltigkeit des Wasserstoffantriebs weiter steigern könnte.

Das GE Corolla H2 Concept nutzt einen Wasserstoff-Verbrennungsmotor, der mit flüssigem Wasserstoff betrieben wird. Flüssiger Wasserstoff bietet zwar eine höhere Energiedichte als Druckgas, neigt aber aufgrund des Temperaturunterschieds zwischen Kraftstoff und Umgebungsluft zum Verdampfen.

Normalerweise wird das sonst verschwendete Wasserstoffgas aus dem System abgelassen und geht verloren. Der beim Rennen ausgestellte Prototyp verfügte jedoch über ein System, das das verdampfende Gas auffangen und an einen Druckregler weiterleiten konnte, der den sonst verlorenen Kraftstoff für den Motor aufbereiten konnte.

Wie der Name schon sagt, ist ein Selbstdruckerzeuger ein Gerät, das den Druck erhöht. In vielen Fällen funktionieren diese ohne externe Energiequelle. In diesem Fall benötigt das Gerät jedoch mehr Energie, um den verdampften Wasserstoff wieder unter Druck zu setzen und ihn wieder flüssig zu machen.

Toyota hat eine Methode entwickelt, mit der sich der erforderliche Druck des ansonsten verschwendeten Wasserstoffs ohne externe Stromversorgung wieder erreichen lässt.

Das Verfahren entnimmt einen kleinen Anteil des sonst anfallenden Abgases und leitet ihn an einen von Toyota entwickelten Miniatur-Brennstoffzellenstapel weiter, der den Wasserstoff zur Stromerzeugung nutzt. Dieser kann dann die Flüssigwasserstoffpumpe antreiben und das verbleibende Gas wieder unter Druck setzen.

Kleiner BZ-Stapel, der mithilfe von Boil-Off-Gas Strom erzeugt (Foto: Toyota)

Es ist möglich, dass der von der Brennstoffzelle erzeugte Strom auch den vom Generator gelieferten Strom ergänzen könnte, wodurch die Gesamtenergieeffizienz des Antriebsstrangs weiter verbessert würde.

In den von Toyota veröffentlichten Details wird die Technologie lediglich im Zusammenhang mit einem Rennantrieb erwähnt. Es erscheint jedoch denkbar, dass das Verfahren für andere Anwendungen adaptiert werden könnte.

Toyota produziert beispielsweise Brennstoffzellen für leichte und schwere Lkw. Diese nutzen derzeit komprimierten Wasserstoff, da es bei der flüssigen Variante noch Probleme mit der Verfügbarkeit gibt. Doch gerade effizienzsteigernde Technologien wie diese könnten dazu führen, dass sich das energiedichtere Produkt (und sein größeres Reichweitenpotenzial) im Mainstream durchsetzt.