Juni 2000 - media.gm.com

Juni 2000
Strategische interimfase op weg naar mobiliteit op basis van brandstofcellen
Omvorming van benzine als voorloper van de toekomst van de auto
Een uitgebreide waterstofinfrastructuur met voldoende bevoorradingspunten
uitbouwen is geen project dat van de ene dag op de andere voltooid is. Daarom lijkt
het een goede oplossing om de brandstof voorlopig in de auto zelf om te vormen tot
waterstof, de vereiste energiedrager voor de aandrijving van de brandstofcellen.
Aangezien deze methode gebaseerd is op het gebruik van fossiele grondstoffen, is ze
niet volledig emissievrij. Toch zorgt ze voor minder emissieproblemen dan
conventionele configuraties met een benzine- of dieselmotor: er wordt geen
stikstofoxide, zwaveldioxide of roet gevormd, en de uitstoot van het broeikasgas
koolstofdioxide (CO2) is beperkt. Van alle energiedragers die bruikbaar zijn om in de
auto zelf brandstof om te vormen, beschouwen de Opel- en GM-experts in het Global
Alternative Propulsion Center (GAPC) benzine als de meest veelbelovende optie en
daarom werken ze verder aan de ontwikkeling.
Het omvormingsproces verloopt altijd op dezelfde manier, ongeacht het gebruikte
medium: om de waterstof uit de energiedrager te "bevrijden", wordt vanuit een
brandstoftank (in dit geval) benzine gestuurd naar een zogenaamde "omvormer", die
de brandstof omzet in een waterstofachtig synthetisch gas. Tijdens dit proces wordt de
omvormer voorzien van lucht en water. De katalysator zet de restgassen van de
brandstofcel om in de "afvalstoffen" van het brandstofcelproces: water en kleine
hoeveelheden CO2. Hij produceert ook warmte, die gebruikt wordt om de materiaaltoevoer voor te verwarmen.
Terwijl het waterstofgas van de omvormer naar de anode-zijde van de brandstofcel
stroomt, wordt de kathode-zijde voorzien van lucht (een gasvormig mengsel rijk aan
zuurstof). Op die manier wekt de elektrochemische reactie in de brandstofcel een
Voor meer informatie surf naar: www.opel-mobil.de/fuelcell1
-2-
elektrische stroom op, die onder meer gebruikt kan worden om stroom te leveren aan
een elektrische motor en zo de auto aan te drijven.
Omvorming in de auto zelf: voordelen van benzine als alternatieve energiebron
Net als benzine is aardgas een stof die omgevormd kan worden. Aardgas kan evenwel
niet goedkoop vervoerd worden in druktanks, en is dus meer geschikt voor de
regionale bevoorrading van distributiecentra, die verbonden zijn met bestaande
pijpleidingen. Het omvormingsproces is bovendien nogal ingewikkeld en de druktank
en de andere componenten nemen meer ruimte in beslag dan in de benzineuitvoering.
Het gebruik van methanol (een aardgasderivaat), vereist aanpassingen aan de
bestaande bevoorradingsinfrastructuur. Vooral omdat deze brandstof zo agressief
reageert op vele bekledingsmaterialen en afdichtingsystemen, zouden alle vulpompen
en distributiesystemen aangepast moeten worden. Het energieverslindende productieproces en de schadelijke effecten van deze chemicaliën, die ook vragen doen rijzen in
verband met de gezondheid, zijn bijkomende nadelen.
Benzine heeft deze nadelen niet. Om zo snel mogelijk auto's op brandstofcellen te
laten rijden, is het inderdaad veel relevanter dat meteen bij de start een uitgebreide
infrastructuur voorhanden is, die geen ingewikkelde aanpassingen vergt. Het
energetisch rendement van benzine ligt bovendien twee keer zo hoog als dat van
methanol.
Uitdagingen: hoog zwavelgehalte en hoge procestemperaturen
Ondanks deze gunstige vooruitzichten moet voor de benzine-omvorming nog een
aantal obstakels overwonnen worden zoals de procestemperaturen, die nog steeds vrij
hoog liggen (meer dan 800° Celsius). Deze temperaturen bepalen de kwaliteitsvereisten waaraan de omringende materialen moeten voldoen. Om in aanmerking te
komen voor omvorming zou de gewone benzine ook minder zwavel moeten bevatten
dan wat momenteel normaal is. Dat geldt nog meer voor diesel, dat ook geschikt is
voor omvorming, maar nog meer zwavel bevat dan benzine. Technisch gezien zou het
eenvoudiger zijn om volledig zwavelvrije synthetische benzine te gebruiken, die net als
-3-
methanol gemaakt wordt van aardgas. Maar dan verschijnt hetzelfde nadeel als bij
methanol: het energieverslindende productieproces.
De GAPC-experts gaan er in hun analyse van uit dat gewijzigde benzine met een laag
zwavelgehalte beschikbaar zal zijn aan de pomp. Hoewel de bereiding van een
moderne en ecologisch aanvaardbare brandstof ook in de auto zelf kan gebeuren,
zouden de onderdelen die nodig zijn voor de ontzwaveling de beschikbare ruimte en
functionaliteit verder in het gedrang brengen.