Cummins heeft een primeur te pakken met de eerste turbocharger die ontwikkeld is voor een waterstofverbrandingsmotor. Deze innovatie maakt de waterstofverbrandingsmotor krachtiger en efficiënter, een belangrijke stap in de richting van CO₂-neutrale mobiliteit. Inmiddels heeft Cummins een contract gesloten met een Europese truckfabrikant.
Net als bij een traditionele verbrandingsmotor zorgt een turbocharger in een waterstofmotor voor het aanjagen van de luchttoevoer in de cilinders. Dit proces verhoogt de verbrandingsefficiëntie en het vermogen, vooral bij vrachtauto’s waar prestaties cruciaal zijn. Het gebruik van waterstof brengt specifieke technische uitdagingen met zich mee.
Waterstof heeft bijvoorbeeld een lagere energiedichtheid dan fossiele brandstoffen, wat betekent dat er veel meer lucht nodig is om een even krachtige verbranding te realiseren. Turbochargers spelen hierop in door de benodigde hoeveelheid lucht met hoge druk aan te voeren, zodat de motor de gewenste prestaties kan leveren zonder dat dit ten koste gaat van de emissievrije aard van de brandstof.
Slim design voor nieuwe technologieën
Cummins’ Holset turbocharger, speciaal ontworpen voor de X15H waterstofverbrandingsmotor die Cummins al eerder presenterde, bevat technologieën zoals variabele geometrie. Deze techniek zorgt ervoor dat de luchtdruk en -stroom dynamisch kunnen worden aangepast aan de behoeften van de motor, zowel bij lage als hoge snelheden. Hierdoor blijven prestaties en efficiëntie optimaal, terwijl uitstoot van bijvoorbeeld stikstofoxiden (NOx) minimaal blijft. Een ander kenmerk van de H2 ICE-turbocharger is de toepassing van geavanceerde prognosesystemen. Deze systemen monitoren en voorspellen de prestaties, wat de betrouwbaarheid vergroot en onverwachte storingen minimaliseert.
Waarom waterstofverbrandingsmotoren?
Waterstofverbrandingsmotoren (H2 ICE) bieden een haalbaar alternatief in de transitie naar een CO2-neutrale toekomst. Deze motoren combineren de voordelen van emissievrij rijden met de vertrouwde technologie van de traditionele verbrandingsmotor. Ze maken gebruik van bestaande onderdelen zoals motorblokken en krukassen, wat betekent dat fabrikanten hun productieprocessen niet volledig hoeven te herzien.
Daarnaast voldoen waterstofverbrandingsmotoren aan de strenge Euro VII-normen en worden ze door de Europese Unie geclassificeerd als zero-emission-technologie. Ze bieden transportbedrijven daarmee een relatief eenvoudige overgangsoptie ten opzichte van elektrische voertuigen of waterstof-brandstofceltrucks.
Innovatie met obstakels
Het ontwikkelen van een turbocharger die geschikt is voor een waterstofverbrandingsmotor was echter niet zonder uitdagingen, vertelt Cummins. Zo moest de fabrikant rekening houden met het hogere watergehalte dat ontstaat bij waterstofverbranding en de gevolgen daarvan voor de metallurgische eigenschappen van de motoronderdelen. Ook de hoge luchtstroomvereisten en variërende lucht-brandstofverhoudingen vormden technische hindernissen.
De toekomst van turbocharging
Met de introductie van de H2 ICE-turbocharger laat Cummins zien dat het bereid is te investeren in duurzame technologieën die aansluiten bij de doelen van de Europese Green Deal. De samenwerking met een grote Europese OEM, waarvan de naam nog niet bekend is, onderstreept het vertrouwen van de industrie in deze oplossing. Fabrikanten die momenteel werken aan een waterstofverbrandingsmotor, zijn DAF Trucks, MAN Trucks (met de hTGX al te koop), Daimler Truck en Volvo Trucks.
