Grazer AVL entwickelt Wasserstoff-Verbrennungsmotor mit 300 kW

Entwickelt wurde der H₂-Verbrennungsmotor von AVL Racetech, das ist die Motorsportabteilung von AVL. Der 2 Liter Turbomotor verbrennt dabei statt eines Benzin-Luftgemischs eines aus Wasserstoff und Luft und damit arbeitet der Motor ohne CO₂-Emission.

Im Gegensatz zu anderen H₂-Verbrennern, die in der Regel mit hohem Luftüberschuss betrieben werden (Magerbetrieb) und daher vergleichsweise wenig Leistung generieren, lässt sich mit dem neuen Rennmotor von AVL Racetech bei nur leicht magerem Betrieb ein Leistungsniveau von ca. 150 kW pro Liter erzeugen, erklären die Entwickler. Somit kommt der Wasserstoff-Turbo auf eine Leistung von rund 300 kW, also über 400 PS. Das würde in aktuelle Straßensportwagen ebenso passen wie für Kundenrennsport, für den der Motor von AVL Racetech eigentlich gedacht ist.

Um diese hohe spezifische Leistung zu erzielen, hat AVL Racetech das Prinzip der Wassereinspritzung auf den Wasserstoffmotor übertragen. Per Injektor wird zusätzliches Wasser in die Ansaugluft des Motors "eingedüst", wodurch sich der Ladedruck erhöht. Zusätzlich hat die verdampfende Flüssigkeit einen stark kühlenden Effekt im Brennraum.

Das Design der hierfür notwendigen Injektoren und Ventile erfordert eine exakte Kenntnis des Gesamtsystemverhaltens mit allen Luft-, Kraftstoff- und Abgasströmen, wofür AVL seine bewährten Simulationsmodelle und 3D-Strömungsrechnungen nutzt. Dadurch wird auch sichergestellt, dass die mechanischen Grenzen des Motors nicht überschritten werden und die hohen Sicherheitsanforderungen des Motorsports eingehalten werden, erklärt man in Graz.

„Es ist eine sehr komplexe technische Herausforderung, mit einem H₂-Verbrennungsmotor Leistungswerte auf Motorsportniveau zu realisieren. Aber unser Prototyp zeigt, dass es möglich ist! Die Basistechnik von Ottomotor und H₂-Verbrenner sind sich – im Gegensatz zur Brennstoffzellentechnologie – sehr ähnlich. Von daher passt unser Konzept auch sehr gut zum kostengünstigen Ansatz des Kundensports, denn die notwendigen Adaptierungen sind absolut überschaubar“, sagt Projektleiter Paul Kapus.

Wenn alles gut geht, wird der fertige Motor im Frühjahr 2023 präsentiert und könnte dann in weiterer Zukunft im Motorsport eingesetzt werden.