Hieronder wordt in het kort de werking van de twee toepassingen van waterstof in auto’s uitgelegd.
Het rijden op waterstof, het klinkt alsof het in de verre toekomst ooit is toegepast gaat worden maar dat is het niet. Het wordt nu al uitgebreid getest. Ook is de promotie gestart met races zoals Formula Zero. Er zijn twee verschillende toepassingen. Je hebt de brandstofcel en de ‘normale’ verbrandingsmotor alleen dan op waterstof.
Brandstofcel
Het principe achter de brandstofcel is eenvoudig: waterstof reageert in de brandstofcellen met zuurstof, en wordt hierbij omgezet in water. Tijdens dit proces komt elektriciteit vrij, die kan worden gebruikt om een elektromotor aan te drijven. Natuurlijk is het grote voordeel dat er geen schadelijke uitstoot bij dit proces is. Alleen moeten er bij dit principe er nog wel wat barrières worden overwonnen om het uiteindelijk op grote schaal toe te passen. De brandstofcellen zijn erg duur omdat er platinum in wordt gebruikt. Waterstof is veel lichter dan benzine en daarom moet het waterstof onder druk moeten worden opgeslagen wat dan weer gevaarlijk kan zijn. Er moet een infrastructuur zijn om waterstof te tanken. Dit is een groot knelpunt omdat de makers van de auto’s zeggen dat ze geen auto’s op waterstof maken omdat er geen tankstations zijn maar de tankstations zeggen op hun beurt dan weer dat ze geen tankstations maken waar waterstof getankt kan worden omdat er nog geen auto’s zijn die op waterstof rijden.
Verbrandingsmotor
De werking van de verbrandingsmotor op waterstof is hetzelfde als die van benzine, de brandstof komt in de cilinder, het mengsel wordt gecomprimeerd, de brandstof wordt ontstoken dan volgt er een werkslag en dan volgt de uitlaatslag. Alleen zitten hier wat nadelen aan. De verbrandingsmotor levert een lager rendement dan de brandstofcel. Ook heeft waterstof sterk van benzine afwijkende eigenschappen. Allereerst neemt het in de verbrandingskamer van een benzinemotor veel meer ruimte in. Dat zorgt voor een slechtere vulling. Bovendien verbrandt het erg snel, zodat de drukopbouw in de cilinder veel sneller gaat dan bij benzine. Op zich niet zo’n probleem want waterstof is zeer klopvast, maar er is wel het risico van NOx-productie. Dit is het systeem volgens directe injectie onder hoge druk. Het tweede systeem is indirecte cryogene injectie. Daarbij wordt gasvormig waterstof met een temperatuur van 200°C onder nul in het inlaatspruitstuk gespoten. Dat koelt de inlaatlucht sterk af. De energie die nodig was om het waterstof ijskoud in de tank op te slaan zorgt zo dus voor een goede cilindervulling. En dus heeft dit systeem niet de nadelen van het directe injectie systeem.
Al met al moet er nog wel wat worden gedaan om massaal auto’s op waterstof te laten rijden maar het tijdperk is zeker wel aangebroken.
