Toyota har tagit fram en teknik för att hantera den så kallade "boil-off"-gasen som uppstår i fordon som använder flytande vätgas som bränsle. Systemet, som har testats i en tävlingsbil, ska både förbättra energieffektiviteten och minska förlusterna av det dyrbara bränslet.
Flytande vätgas har högre energidensitet per volym än komprimerad gas, vilket gör det till ett potentiellt mer kostnadseffektivt alternativ för bränslepåfyllning. För att hålla vätgas i flytande form krävs dock att temperaturen hålls under minus 253 grader Celsius, nära den absoluta nollpunkten.
Problemet med boil-off-gas
När omgivande temperaturer värmer upp vätgas i tankens kanter omvandlas det till gas, så kallad "boil-off". Om denna gas inte ventileras riskerar trycket i tanken att stiga till farliga nivåer. Nuvarande metoder släpper gasen direkt ut i atmosfären, vilket inte bara orsakar ekonomiska förluster utan även potentiella miljöproblem, eftersom vätgas är en indirekt växthusgas.
Toyotas lösning: Självpressuriseringssystem
För att möta dessa utmaningar har Toyota utvecklat ett självpressuriseringssystem för fordon med flytande vätgas. Systemet har testats i företagets GR Corolla H2 Concept, en bil med en förbränningsmotor som använder vätgas som bränsle.
När boil-off-gasen byggs upp i tanken leds den till en så kallad självpressuriserare som ökar gasens tryck två till fyra gånger utan att använda extern elektricitet. Den pressade gasen matas sedan direkt in i motorn för att användas som bränsle.
Överskottet av boil-off-gas som inte återpressuriseras används i en liten bränslecell för att generera elektricitet. Denna el driver bland annat pumpen som hanterar flytande vätgas, vilket ytterligare förbättrar fordonets energieffektivitet.
Minskad miljöpåverkan
Toyota har också implementerat en lösning för att omvandla eventuella rester av vätgas till vattenånga via en katalysator. Denna vattenånga ventileras sedan ut i atmosfären. Även om vattenånga är en växthusgas har den en kortare livscykel än koldioxid och metan, vilket minskar dess miljöpåverkan.
Test i tävlingsmiljö
Toyotas självpressuriseringssystem demonstrerades under finalen av ENEOS Super Taikyu-loppet på Fuji Speedway, där GR Corolla H2 Concept användes. Det återstår dock att se hur effektivt systemet är över tid, särskilt eftersom boil-off-gas tenderar att byggas upp mer när vätgas lämnas i tanken snarare än när fordonet används.
Tidigare problem med vätefordon
Tidigare tester av Toyotas vätgasbilar har mött utmaningar. Under Super Taikyu-loppet 2023 drog Toyota tillbaka en bil från tävlingen på grund av en brand orsakad av en vätgasläcka. Företaget rapporterade att läckan berodde på en lossnad koppling nära motorn, orsakad av vibrationer från fordonet.
Även om bilens sensorer stängde av vätgasförsörjningen i tid, kunde skadorna på bilen inte repareras tillräckligt snabbt för att fortsätta tävlingen.
Andra tillverkare utvecklar liknande teknik
Toyota är inte ensam i utvecklingen av fordon som använder flytande vätgas. Daimler och Hyzon arbetar också med denna teknik, men fokuserar främst på tunga fordon. Daimler fick nyligen 235 miljoner euro i statligt stöd från Tyskland för att utveckla, producera och testa 100 tunga lastbilar med flytande vätgas i verkliga driftmiljöer.
Med dessa framsteg markerar Toyota och andra aktörer nästa steg i övergången till hållbara energilösningar inom transportsektorn.
Källa: Toyota