Shell helpt Mercedes met techniek die benzine omzet in waterstof

ROTTERDAM - Shell gaat met de Duitse autofabrikant Daimler Benz (Mercedes) een auto ontwikkelen die op waterstofgas rijdt. Het gas wordt met een Shell-procédé uit benzine gehaald die gewoon in de tank wordt meegevoerd. Met het gas wordt stroom opgewekt voor de elektromotor van de auto, die daardoor veel zuiniger en minder vervuilend is dan een gewone benzine-motor.

Dit hebben Shell en Daimler gisteren bekendgemaakt. Het voordeel van auto's met een brandstofcel is dat zij veel minder geluid maken en ook minder milieuverontreiniging veroorzaken dan conventionele auto's met een verbrandingsmotor. Uit de uitlaat komt alleen water en CO2.

Omdat de brandstofcel-motor ook veel efficiënter werkt dan een verbrandingsmotor - één liter brandstof zou voor een auto met de prestaties van een huidige middenklasser voldoende zijn voor dertig kilometer rijden - kan die CO2-emissie in theorie bovendien met de helft worden verminderd. De uitstoot van roetdeeltjes en van gassen die bijdragen aan de zure regen (stikstofoxiden NOx ), zou bij deze 'auto van de toekomst' zelfs geheel tot het verleden behoren.

Ambitieus doel

Shell en Daimler denken dat het nieuwe type motor al over een jaar of zes rijp kan zijn voor de markt. “Een ambitieus doel”, vindt Gerard Dijkema, die aan de Technische Universiteit in Delft onderzoek doet naar brandstofcellen voor industriële toepassingen.

“Dat de nieuwe technieken werken, is al langer bekend”, geeft deze onafhankelijke deskundige desgevraagd als reactie. “Daimler en Toyota presenteerden twee jaar geleden al demonstratiemodellen. De brandstofcel is alleen nog erg kostbaar. Voorwaarde voor een doorbraak op de markt, en dat is de volgende stap, is dat Shell en Daimler er in slagen een massaproductie op gang te brengen, zodat de kostprijs per stuk voldoende omlaag kan.”

Met de brandstofcel is Daimler, via het Canadese bedrijf Ballard Power Systems, al enkele jaren aan het experimenteren. Eerder dit jaar werden ook het Amerikaanse Ford en het Japanse Mazda bij deze proefnemingen betrokken. Daarbij besloten de autofabrikanten over en weer belangen in elkaars gespecialiseerde dochterbedrijven te nemen.

Het principe van de brandstofcel is dat er energie vrijkomt als waterstof in aanraking komt met de zuurstof in de lucht. “Wanneer je dit, in een soort elektrochemische batterij, op gecontroleerde wijze laat gebeuren, ontstaat er een elektrische stroom die een elektromotor kan aandrijven”, legt onderzoeker Dijkema uit.

“Anders dan bij een verbrandingsmotor die met hoge temperaturen werkt, treedt er veel minder warmteverlies op en kan het rendement van de motor in theorie daardoor veel hoger zijn. Je hebt dan ook per kilometer minder brandstof nodig.”

Een van de grootste problemen bij de toepassing van de brandstofcel-technologie is vooralsnog de aanvoer van waterstofgas. Zo wordt het benodigde waterstof bij de huidige prototypes van Daimler in de auto meegenomen in een hogedruktank. Daartegen zijn echter veel praktische bezwaren. Hogedruktanks kunnen ontploffen, en het heftig explosieve mengsel van waterstof en zuurstof heet niet voor niets 'knalgas'. Daarnaast is het onder druk brengen van gas wat betreft energieverbruik weinig efficiënt.

Actieradius

Omdat er in zo'n tank maar betrekkelijk weinig van het gas kan worden meegenomen, wordt de actieradius van de auto tenslotte erg beperkt.

In het Shell-laboratorium in Amsterdam is voor dit probleem nu iets slims bedacht: een nieuwe techniek - CPO (catalytic partial oxidation) genoemd - om het waterstofgas aan boord van de auto uit gewone autobrandstof te halen. De koolwaterstoffen in de benzine worden daarbij via een katalysator omgezet in waterstofgas H2, waarbij voornamelijk kooldioxide CO2 als afvalstof vrijkomt.

Volgens Shell neemt de CPO-technologie weinig ruimte in en is deze daarom zeer geschikt voor gebruik in auto's. Te meer, omdat de brandstof dan bij de bestaande benzine-pompen langs de weg kan worden getankt. Ook zou de nieuwe techniek superieur zijn aan die van elektrische auto's die op een accu rijden. Vanwege hun beperkte prestaties blijken die bij de consument nog niet aan te slaan.

Voor de brandstofcel is de omvang geleidelijk aan ook minder problematisch. Daimler zegt al enkele autobussen met het nieuwe type motor te hebben rondrijden. En recent is zelfs al een type brandstofcel ontwikkeld dat klein genoeg is om in het kleinste model Mercedes, de A-klasse, te worden ingebouwd.