Elektrische auto rijdt straks op benzine

Shell en Daimler-Benz tekenden gisteren een overeenkomst tot samenwerking om een 'auto van de toekomst' te ontwikkelen. Het resultaat zal zijn dat ook elektrische auto's op benzine rijden.

ROTTERDAM, 18 AUG. Alle elektrische auto's die tot nu toe zijn ontwikkeld en die inmiddels proefrijden gaan aan de benzinepomp voorbij.

Niet alleen de benzinemaatschappijen vinden dat een onprettig vooruitzicht, ook voor de automobilist is het geen vooruitgang. De nieuwe energiedistributiesystemen zijn namelijk duur, gevaarlijk en onhandig zolang de elektrische auto die zijn energie uit accu's haalt nog verre toekomst is.

Accu's en batterijen zijn te zwaar en geven hun energie te traag af. Het beperkt de actieradius en de snelheid van de elektrische auto's. De oplossing is om de elektriciteit onder de motorkap op te wekken. Daar is ruimte genoeg, want elektromotoren zijn klein. Waterstof is een aantrekkelijke brandstof om elektriciteit op te wekken. Het verbrandingsproduct is namelijk water en dat wordt niet als milieubelastend gezien.

Maar waterstof wordt als vloeibaar gas onder druk gedistribueerd en de automobilist moet het in een forse druktank meenemen. Bij ongelukken en brand zijn die gastanks een extra risico. Zouden alle automobilisten op waterstof gaan rijden, dan dienen de benzinestations te worden omgebouwd tot een soort LPG-stations. Dat betekent dat ze (uit veiligheidsoverwegingen) uit binnensteden en de bebouwde omgeving moeten verdwijnen.

De praktische bezwaren die tegen waterstof als energiedrager bestaan maakten dat de toekomstgerichte ingenieurs van de auto-industrie niet alleen de elektriciteit aan boord wilden opwekken, maar ook de waterstof onder de motorkap wilden maken.

Shell bleek daarvoor de benodigde technologie in huis te hebben. Invoering van die technologie betekent het behoud van de benzinepomp in het autowegenlandschap.

Mochten inderdaad, zoals nu de optimistische voorspelling luidt, in 2004 de eerste benzinetankende elektrische auto's op de wegen verschijnen, dan hebben Nederlandse ingenieurs daaraan een beslissende bijdrage geleverd.

De auto die vloeibare brandstof tankt en op een elektromotor rijdt heeft vier 'omzetters' aan boord. Het eerste kastje bevat het geheim van Shell. Er gaat lucht en benzine - of diesel, of een biobrandstof als methanol- in, en er komt een mengsel van waterstof en koolmonoxide (CO) uit. Dat heet synthesegas. Het geheim is een katalysator, waarover Shell verder geen mededelingen doet.

Uit informatie van een paar jaar geleden blijkt dat edele metalen als platina of rhodium een belangrijk bestanddeel van de katalysator zullen vormen. De catalytic partial oxydation (CPO), zoals het proces heet, heeft als wezenlijk onderdeel dat het energierijke gassen levert.

Het synthesegas stroomt door een leiding naar het watergas shift proces. Dat proces is voor auto's ontwikkeld door DBB Fuel Cell Engines, een samenwerkingsverband van Daimler, Ford en het Canadese Ballard Power Systems Inc. Het gas wordt er met water omgezet in koolstofdioxide en meer waterstof. Het is een oud chemisch proces, ook uitgevoerd over edele-metalenkatalysatoren. De bedoeling is om de koolstofdioxyde zo compleet mogelijk om te zetten in koolstofdioxide. Dat is nodig omdat het monoxide een verwoestende werking heeft op de brandstofcel, waarin uiteindelijk uit waterstof elektriciteit wordt opgewekt.

Maar liefst drie gekatalyseerde reactiestappen zijn er nodig om (met toegevoerde stoom) in het watergas shift proces de koolmonoxideconcentratie beneden de drie ppm (deeltjes per miljoen) te krijgen.

In de brandstofcel, ook een product van DBB Fuel Cell Engines, wordt waterstof over een katalysator gesplitst in protonen en elektronen. Zuurstof uit aangezogen lucht wordt gesplitst in zuurstofionen en elektronen. De protonen en zuurstofionen verbinden zich tot water en de elektronen zijn de opgewekte elektriciteit. Het water wordt gedeeltelijk gebruikt in het watergas shift proces.

Deze processen zijn alleen mogelijk dankzij de stormachtige ontwikkelingen die de katalysatortechnologie de laatste twee decennia heeft doorgemaakt. Daardoor is het mogelijk om bij tamelijk lage temperatuur en druk zo snel koolwaterstoffen om te zetten in waterstof en uiteindelijk in elektriciteit dat een elektrische auto zonder zware bufferaccu's snel kan optrekken als het licht op groen springt.