Het eerste motorvoertuig aangedreven door brandstofcellen was…een bestelwagen
De revolutie in elektromobiliteit raakt in een stroomversnelling. Steeds meer autofabrikanten nemen elektrische auto’s op in hun aanbod en sommige merken schrappen modellen met verbrandingsmotoren volledig uit hun portfolio. Elektrische aandrijving wint ook aan populariteit bij commerciële voertuigen zoals bestelwagens en, hoewel in mindere mate, vrachtwagens en trekkers –met een stijgende tendens van jaar tot jaar. De situatie van voertuigen die worden aangedreven door brandstofcellen, of eenvoudig gezegd –waterstof, is enigszins anders. Voertuigen op waterstof –zowel personen- als bedrijfsvoertuigen –zijn nog steeds minder gangbaar en vormen nog steeds een klein deel van de markt. Een interessant feit is dat het eerste voertuig met brandstofcellen een bestelwagen was, d.w.z. een typische bedrijfswagen. Laten we eens kijken naar zijn verhaal.
Alternatieve aandrijvingen in de auto-industrie
In een van onze vorige artikelen vroegen we ons af wat de toekomst van het wegtransport zou zijn: elektriciteit of waterstof. We presenteerden kort de ontwikkeling van alternatieve aandrijfbronnen voor de dominante verbrandingsmotor. Elektrische voertuigen, die op accu’s rijden die opgeladen moeten worden, werden in de jaren 1920 en 1930 populair. In die tijd werden ze beschouwd als ideaal voor stadsverkeer;hun korte actieradius was geen groot probleem in het stadsverkeer. In die tijd waren Detroit Electric (personenauto’s) en Walker Electric Truck (bedrijfsvoertuigen) dynamisch actief in de VS, zij het voor een korte periode. De toenemende prestaties van interne verbrandingsmotoren, in combinatie met de lage brandstofprijzen in die tijd, zorgden ervoor dat eind jaren 1930 en begin jaren 1940 elektrische voertuigen werden verbannen naar de niche van trage, gespecialiseerde commerciële voertuigen zoals golfkarretjes en de kleine melkwagens die populair waren in het Verenigd Koninkrijk. En ze bleven in principe in deze niche tot het begin van de 21e eeuw, toen de e-mobility boom begon. In 1939 onthulde Skoda bijvoorbeeld een eenmalige vrachtwagen voor gespecialiseerd elektrisch biertransport voor een brouwerij in Plzeň.
Brandstofcellen leken een nog vluchtiger technologie in de auto-industrie. Hoewel ze in 1889 werden uitgevonden, werden ze pas meer dan 70 jaar later voor het eerst gebruikt als energiebron voor een motorvoertuig (en het duurde nog een paar decennia voordat brandstofcellen in massa-geproduceerde auto’s werden gebruikt). Interessant is dat de eerste auto die aangedreven werd door brandstofcellen (maar niet door waterstof als zodanig, omdat experimenten met het gebruik van dit gas voor het aandrijven van motoren teruggaan tot het begin van de 19e eeuw)…een bestelauto was, geen personenauto.
De eerste auto aangedreven door brandstofcellen
Het project van een auto aangedreven door brandstofcellen ontstond aan het begin van de jaren 1960 bij het Amerikaanse General Motors. De jaren 1950 en 1960 waren een periode waarin de “Grote Drie”uit Detroit werkten aan ontwerpen voor voertuigen met alternatieve energiebronnen. Het ging niet om besparingen, want brandstof was toen erg goedkoop, of om ecologische redenen, waar toen nog maar weinig mensen om gaven. Ingenieurs van Chrysler, Ford en General Motors wilden een technologisch voordeel ten opzichte van de concurrentie laten zien. Chrysler presenteerde het Turbine-model dat werd aangedreven door een turbinemotor. Er werden 50 exemplaren geproduceerd om te testen, die geselecteerde bestuurders –trouwe klanten van het merk –na afloop van het project moesten inleveren. Ford werkte aan de Nucleon, die uitgerust zou worden met…een kernreactor. In dit geval werd het onderzoek in een vroeg stadium afgerond, wat waarschijnlijk een goede zaak was. General Motors koos voor brandstofcellen op waterstof, die op dat moment beroemd waren in de VS omdat ze werden gebruikt om de interne systemen van NASA ruimtevaartuigen genaamd “Gemini”van energie te voorzien. En zo werd de GM Electrovan geboren.
GM Electrovan [rechts] Auteur: United States Department of Energy, Public Domain, Wikipedia)
Het project werd geleid door Dr. Craig Marks, die toen het voortouw nam in veel van het geavanceerde technische onderzoek van het bedrijf. Aanvankelijk was het Corvair-model bedoeld als basis voor een brandstofcelauto –een compacte auto met een boxermotor achterin (het moest GM’s antwoord worden op het succes van de Duitse Volkswagen Kever). Tijdens de werkzaamheden bleek echter dat de 32 brandstofcellen die door Union Carbide waren geleverd, evenals de tanks voor vloeibare waterstof, vloeibare zuurstof en elektrolyt, te groot en te zwaar (250 kg) waren om in de Corvair te passen. Er was ook meer dan 160 meter leidingwerk. Het werd duidelijk dat er een grotere auto nodig was. Dus kozen de ingenieurs voor de Chevrolet Van bestelwagen (of beter gezegd, de variant die werd verkocht onder het GMC merk –Handivan;hier is nog een interessant feit: dit model werd ook ontwikkeld als reactie op het product van Volkswagen, dit keer de Transporter bestelwagen).
De hele waterstofinstallatie nam het grootste deel van de laadruimte van de Electrovan in beslag, met alleen genoeg ruimte voor de bestuurder en de passagier. Er is ook een klein onderzoekslaboratorium aan de achterkant. De GM Electrovan zag het levenslicht in 1966 na twee jaar ontwikkeling. In die tijd ondervond het project een aantal problemen, niet alleen met betrekking tot het gewicht van de brandstofcellen en tanks, maar ook met betrekking tot de veiligheid, omdat tijdens de tests de waterstoftank ontplofte (gelukkig waren er geen slachtoffers). Ondanks de moeilijkheden slaagden de ingenieurs onder leiding van Dr. Marks erin een baanbrekend ontwerp te maken: de eerste auto aangedreven door brandstofcellen. De prestaties waren voor 1966 ook niet om over naar huis te schrijven: de topsnelheid bedroeg ongeveer 110 km/u en de actieradius ongeveer 193 km. Vooral omdat de Electrovan meer dan 3 ton woog.
Wat is er gebeurd met de GM Electrovan?
Nadat de Electrovan aan de pers was gepresenteerd, besloot GM het project te beëindigen. Waarom? Omdat het te duur bleek te zijn (alleen al het platina dat in de brandstofcellen wordt gebruikt kost een klein fortuin) en er op dat moment geen toekomst in zat. De infrastructuur voor het tanken van waterstof bestond nog niet, de installatie was te zwaar en er waren nog vragen over de veiligheid. Het enige prototype dat werd gebouwd, belandde tientallen jaren in een magazijn van GM in Pontiac, Michigan. Pas een jaar of tien geleden, toen brandstofcellen op grotere schaal gebruikt begonnen te worden in de auto-industrie, begonnen mensen zich het oude prototype van de Electrovan te herinneren. Het werd gerenoveerd en staat nu in een museum in Los Angeles.