Toyota, bu yılın başında ABD Patent ve Ticari Marka Ofisi’ne sunduğu yeni bir patent başvurusuyla, içten yanmalı motorun verimliliğini koruyan ancak aynı zamanda çevreye daha az zarar veren araçlar geliştirmeyi hedeflediğini ortaya koydu. Dosyada yer alan tasarıma göre, araçların içten yanmalı bileşeninde benzin veya dizel motor yerine hidrojen yanmalı motor kullanılacak ve bu sistem hibrit bir yapı içinde çalışacak.
Belirlenen konfigürasyonda hidrojen motoru, aracın tekerleklerini doğrudan döndürmek yerine yalnızca bir jeneratör görevi görecek; ürettiği elektrik bataryaya aktarılacak ve batarya da elektrikli sürüş sistemine güç sağlayacak. Böylece araç, hibrit sistemlerin sunduğu yakıt verimliliği ve kısa süreli yakıt doluluk avantajını elde ederken, benzin veya dizel yakmasının yarattığı karbon emisyonundan kaçınmış olacak.
Jeneratör Mantığı ve Batarya Konumu
Toyota’nın patent dosyası, hidrojen motorunu hibrit sistemle nasıl birleştirebileceğine dair belirli bir yaklaşımı öne çıkarıyor. Önerilen düzenlemede hidrojen motoru yalnızca bir jeneratör olarak kullanılıyor ve ürettiği elektrik batarya ile elektrikli sürüş sistemine iletiliyor. Bu yapı, benzin kullanan Nissan’ın e-Power hibrit güç ünitesine benzer biçimde, uzun şarj beklentisi olmadan elektrikli sürüşün verimliliğini ve sürüş karakterini sunuyor.
Bu sistem, elektrikli araçlardan farklı olarak devasa bir batarya gerektirmiyor. Araç çalışırken hidrojen motoru bataryayı sürekli olarak doldurmaya devam ettiği için, enerji ihtiyacı büyük ölçüde kendi kendine karşılanıyor.
Toyota patent açıklaması
Dosya ayrıca Toyota’nın batarya ve hidrojen tanklarını araç içinde nasıl yerleştirebileceğine dair detayları da içeriyor. Batarya kısmının araçın orta tüneline yerleştirilmesi öngörülürken, hidrojen tanklarının konumu, mevcut Toyota Mirai FCEV modelindeki yerleşimden farklı biçimde tasarlanıyor. Mirai’de tankların yerleşimi bagaj ve yük taşıma kapasitesini etkilerken, yeni patent bu tankları aracın zemininin altında konumlandırıyor. Bu yerleşim, BMW’nin bir sonraki nesil iX5 Hidrojen SUV’unda kullandığı düzenlemeye benzer biçimde; bu model de Toyota’nın geliştirdiği yakıt hücreli teknolojiyi kullanıyor.
Neden Başarılı Olabilir?
Yakıtı benzin yerine hidrojen olarak kullanan içten yanmalı motorlar onlarca yıldır mevcut. Otomotiv üreticileri zaman içinde çeşitli konseptler geliştirdi; Mazda bu konuda öne çıkanlardan biri olarak, 2005 yılında hidrojen hibrit bir Mazda 5 minivan sunmuş ve Japon işletmelerle yapılan bir denemede birkaç adetini kiralamıştı.
Yine de hidrojen motorları, teknolojinin gerçek zorlukları nedeniyle asla seri üretime ulaşmadı. Bu zorlukların başında yakıtın temini yerinde dururken, daha da kritik olan konu, geleneksel benzinin sunduğu performans ve menzile eşit miktarda yakıt taşımak. Hidrojenin araç içinde depolanması da geleneksel olarak yük hacmini yiyordu.
Yeni tasarım bu sorunların birkaçını gideriyor. Tankların yeni yerleşimi, yük hacminin etkilenmesini azaltıyor; ancak bu daha çok küçük bir kazanç. Asıl fayda verimlilik boyutunda yatıyor. Hidrojen, benzin kadar enerji yoğun bir yakıt kaynağı olmadığı için performans açısından yetersiz kalabiliyor. Fakat hidrojen motoru yalnızca jeneratör olarak kullanıldığında, gerçek performansı bir elektrik motoru sağlıyor. Yanma motoru, neredeyse zararlı emisyon üretmeden maksimum gücü verebileceği en verimli çalışma durumundayken çalıştırılıyor.
Hidrojeni yakmak çoğunlukla su buharı üretse de, yanma sırasında oluşan yüksek sıcaklıklar zararlı azot oksitler oluşumuna hâlâ yol açabiliyor.
Üretim ve Altyapı Sorunu
Her zaman olduğu gibi bir patent, seri üretime gidecek bir aracın yaklaştığının işareti olarak yorumlanmaması gerekiyor. Yine de Toyota’nın tasarımı, hidrojen motorunun modern hibrit bir araçta makul biçimde kullanılabileceğini gösteriyor; bu kez konfigürasyon, uzamanje menzilli elektrikli araç, yani EREV biçimini alıyor. Toyota, Çin’de başlayacak kapsamlı bir EREV yayılımı planladığını doğruladı; ancak bu modellerin şu an için yanmalı güçle çalıştırılacağını şüpheyle karşılamak mümkün. Toyota, gelecekteki olasılıkları değerlendirdiği açık.
Daha da büyük soru ise aracın yakıtlanabileceği bir yer olup olmayacağı. Elektrikli araçlar daha popüler hale geldikçe ve şarj altyapısı genişledikçe, hidrojenin özel taşımacılık için yaygın bir yakıt haline gelmesi giderek daha az olası görünüyor. Nitekim, hidrojen yakıt istasyonlarının sayısı az olanlardan birkaçının kapattığı da, teknolojinin geleceğine dair güçlü bir argüman sunmuyor.
Hidrojen motorlarının, günlük yolcu araçlarından çok kamyon gibi özel alanlarda veya motorsporlarında bir yer bulması hâlâ mümkün görünüyor; bu bölgelerde sunduğu avantajlar, sıradan bir yolcu aracı için anlamlı olanlardan daha fazla anlam taşıyabilir.
