Statt Brennstoffzelle

Toyota verbrennt im Motor Wasserstoff statt Benzin

Toyota etabliert sich weiter als Wasserstoff-Marke. Neben dem bereits in zweiter Generation in Serie gebauten Mirai mit Wasserstoff-Brennstoffzelle entwickeln die Japaner auch einen Wasserstoff-Verbrennungsmotor. Der wird nun sogar im Motorsport erprobt.

Das Triebwerk arbeitet, wie es der Name sagt: Es verbrennt Wasserstoff statt Benzin. Zuletzt hatte BMW entsprechende Erprobungsfahrzeuge gebaut, die Technologie dann aber nicht mehr weiter verfolgt. Wasserstoff bereitet als Treibstoff klassischer Motoren mehr Probleme als als Energieträger für Brennstoffzellen.

Unter anderem weist er keine Schmiereigenschaften auf, wie das Benzin und Diesel tun, weil er keinen Kohlenstoff enthält. Darüber hinaus greift er auch den Schmierfilm vorhandener Schmiermittel an, und zwar auf zweierlei Art: Einerseits greift er die Kohlenstoff-Kohlenstoff-Bindungen der langkettigen Kohlenwasserstoffe der Schmierstoffe an, deren Bruchstücke verbrennen. Andererseits indem die Wasserstoffflamme bis an die Wandung des Zylinders heranbrennt, und nicht, wie es bei Benzin der Fall ist, beim Annähern an die Randzone verlöscht.

(Bild: Toyota)

So arbeitet Toyotas Wasserstoff-Verbrenner
Nun setzt Toyota also einen solchen Motor in einem Versuchsfahrzeug ein. Das Dreizylinder-Erprobungstriebwerk vom Typ GE16-GTS dürfte eine Weiterentwicklung des Antriebs aus dem Toyota GR Yaris sein, der 261 PS leistet. Über die Leistung des Testtriebwerks ist nichts bekannt. Grundsätzlich ist die Leistung von Wasserstoffverbrennungsmotoren aber trotz des höheren Wirkungsgrads niedriger als bei benzinbetriebenen Ottomotoren.

Liefert die Basis für den Wasserstoffmotor: Toyota GR Yaris

(Bild: Stephan Schätzl)

Der Wasserstoff wird über ein modifiziertes Kraftstoffversorgungs- und Einspritzsystem in die Brennräume des Hubkolbenmotors gebracht. Die Verbrennung erfolgt schneller als bei vergleichbaren Benzinern, was zu einem besseren Ansprechverhalten des Motors führt. Darüber hinaus verringern sich die Vibrationen, sodass Fahrgefühl und Fahrzeugrückmeldung steigen. Auch der markante Klang des Verbrennungsmotors bleibt erhalten.

Größter Vorteil der umweltfreundlichen Fahrzeugperformance: Wasserstoffmotoren stoßen keine CO2-Emissionen aus.

Bewährungsprobe im Langstreckenrennen
Die erste Bewährungsprobe hat die neue Motorentechnik beim diesjährigen 24-Stunden-Rennen im japanischen Fuji (21. bis 23. Mai), das im Rahmen der Super Taikyu Series 2021 ausgetragen wird und als japanischer Langstreckenklassiker gilt. Der an allen Rädern angetriebene, handgeschaltete Rennwagen auf Basis des Toyota Corolla wird während des Rennens mit Wasserstoff aus dem Fukushima Hydrogen Energy Research Field in Namie Town (Präfektur Fukushima) betankt.

Die Markteinführung des für den Motorsporteinsatz vorbereiteten Corolla ist derzeit nicht vorgesehen. Vielmehr dient das Rennfahrzeug der Erprobung des Wasserstoffmotors.

Auf dem Weg zur Klimaneutralität setzt Toyota neben der Elektrifizierung auch auf Brennstoffzellenfahrzeuge. Mit Wasserstoffmotoren als zusätzliche Alternative möchte das Unternehmen den Aufbau einer wasserstoffbasierten Gesellschaft beschleunigen.