Toyota's patent is interessant, omdat deze grondig afwijkt van de bestaande paden die zich concentreren op brandstofcellen en, in mindere mate, verbrandingsmotoren. De nieuwe technologie beschrijft een gasturbine die op waterstof draait. Bedoeld voor een schaal die daadwerkelijk onder de motorkap van een personenwagen lijkt te passen. Het doelvermogen ligt tussen 13 en 130 pk. Met andere woorden, bij een Land Cruiser gaan we dit niet gauw tegenkomen. Maar voor welke toepassingen kan dit dan wel interessant zijn?
Fundamenteel anders
Voor wie niet vertrouwd is met een gasturbine, het concept bestaat al lang in de auto-industrie en werd ooit door Chrysler in de jaren zeventig zelfs gecommercialiseerd. De werking ervan is fundamenteel anders dan in een zuigermotor. Samengeperste lucht stroomt een cilindervormige verbrandingskamer in, brandstof spuit erbij, bougies ontsteken het mengsel, en de uitgezette gassen drijven een turbinewiel aan. Dat wiel drijft op zijn beurt een compressor aan, en het resterende vermogen draait een generator of aandrijfas.
Toyota wil dat principe naar personenwagens schalen, maar daar wringt het schoentje. Een marineturbine levert duizenden pk, een helikopterturbine honderden. Binnen het venster van 13 tot 130 pk wordt de combustor een hittechaos van dode ruimtes, ongelijkmatige vlammen en thermische stress. Het patent geeft zelf toe dat een "minder complexe structuur" nodig is, wat in ingenieursjargon betekent dat deze oplossing voorlopig eerder instabiel dan productieklaar is.
Advertentie – lees hieronder verder
Waarom waterstof in een turbine?
Waterstof is de lichtste brandstof ter wereld en brandt beduidend heter dan benzine of kerosine. Dat is uitstekend voor vermogensdichtheid, maar rampzalig voor alles daaromheen. In een standaard verbrandingskamer spuit je brandstof, voegt een vonk toe, en hoopt dat het mengsel gelijkmatig ontbrandt. Met waterstof werkt dat niet.
Het ligt eraan dat de vlamsnelheid van waterstof rond de 300 cm/s ligt, tegenover zo'n 40 cm/s voor een vergelijkbare brandstof als aardgas. Het mengsel ontsteekt dus sneller, heter en agressiever, wat leidt tot een terugslag van de vlam in de injector of verbrandingskamer zelf. Bovendien produceert een niet-perfect homogeen mengsel stikstofoxiden (NOx) op niveaus die daarmee vergeleken elke diesel een smetteloos blazoen geven.
Technische sleutel
Maar Toyota heeft een oplossing. Geen revolutionaire turbinearchitectuur, wel slimme engineering. Het systeem gebruikt meerdere brandstofinjectoren, waarbij elke injector een stroom samengeperste lucht en waterstof ontvangt via twee aparte kanalen. Lucht en waterstof mengen zich grondig in de injectornaald zelf, voordat een bougie het mengsel ontsteekt. Dit verdeelt de brandstof gelijkmatiger, vermindert lokale oververhitting, reduceert dode ruimte en houdt de NOx-emissies binnen de perken. Het is geen nieuw principe, maar de miniaturisatie naar autoniveau is wel degelijk een mijlpaal.
Maar de lage vermogensvork die Toyota patenteert lijkt niet genoeg voor vlot autogebruik. Deze specificaties doen eerder denken aan een hulpgenerator of range-extender voor een seriële hybride. In die rol moet de turbine echter concurreren met een lithium-ionbatterij en een stopcontact, een duo dat geen waterstoftank noch de lastig uit de grond te stampen infrastructuur nodig heeft. Maar misschien denkt Toyota in een andere richting. Net zoals andere automerken nieuwe fronten verkennen, kijkt ook de Japanse reus naar de wolken. Voor luchtvaart wegen laag gewicht en compactheid zwaar door. Dat maakt de turbine logisch voor een vliegtuig, minder voor een gezinsauto.
Saillant detail: Toyota toonde in 1977 al een Sports 800 Gas Turbine Hybrid op de Tokyo Motor Show, wat het zelf beschouwt als het startpunt van zijn hybrideontwikkeling. Het blijft echter bij een historisch curiosum.
De cijfers voor waterstofmobiliteit blijven voor de rest ver onder de verwachtingen. Toyota verkocht in 2025 slechts 1.168 exemplaren van de Mirai en Crown FCEV samen, een daling van 39 procent op jaarbasis. De waterstofturbine is dus fascinerende engineering, maar geen oplossing voor het fundamentele probleem van waterstof in personenauto's.
Duizenden Belgische bestuurders volgen Gocar om op de hoogte te blijven en om de beste wagendeals te ontdekken. U toch ook? Blijf op de hoogte:
- Bezoek gocar.be regelmatig
- Volg Gocar op Google Nieuws
- Abonneer op de Gocar-nieuwsbrief
