Alpine Alpenglow: waterstof in een verbrandingsmotor

Oké. Voordat je je meteen zorgen maakt dat daarmee de beleving door het afvoerputje gaat. Geen zorgen, we hebben het nog steeds over waterstof in een verbrandingsmotor. Hoe? In plaats van een brandstofcel -lekker handige begrip voor wat we nu proberen uit te leggen- kun je waterstof ook in een verbrandingsmotor zelf gebruiken. Min of meer zoals we dat nu doen bij de huidige brandstofmotoren. Of dat dat zero emissie is? Zeker niet, maar 1 probleem vang je er mee op. Je hebt geen aardolie nodig om vooruit te knallen. Het voordeel? We hebben nog wel steeds het geluid en alle kleppen, filters nodig die techniek ook weer zo leuk maakt. Je zou kunnen zeggen dat gewone kilometers echt wel zonder uitstoot mogen zijn, maar voor onze geliefde sport waar de beleving o zo belangrijk is, doen we de concessie.

Morgen. Zaterdag 11 mei maken we ook echt kennis met dit fenomeen. Voorafgaand aan de 6 uursrace van Spa, maakt de Alpine Alpenglow zijn eerste rondjes voor het publiek op hert circuit. Wij zijn er uiteraard bij.

De Alpenglow Hy4 is feitelijk een doorontwikkeling van het concept dat Alpine op de Autosalon van Parijs in 2022 presenteerde. Inmiddels is de Alpine Alpenglow Hy4 meer dan een conceptauto: het is een rijdend laboratorium in de vorm van een raceauto. Zijn monocoque is opgebouwd uit koolstofvezel en de 2,0-liter viercilinder turbomotor levert een vermogen van 250 kW (340 pk).

Na een presentatie op het circuit van Spa-Francorchamps, die vandaag op 10 mei plaatsvindt, maakt voorafgaand aan de TotalEnergies 6-uursrace van Spa-Francorchamps (FIA WEC) de Alpine Alpenglow Hy4 morgen op 11 mei zijn publieksdebuut. De gelegenheid om aan autosportliefhebbers te demonstreren dat een verbrandingsmotor op waterstof hetzelfde biedt zoals we van traditionele raceauto’s gewend zijn.

De Alpine Alpenglow is een concept voor het ontwerp van toekomstige modellen van Alpine. Hoewel hij sterk lijkt op het conceptmodel uit 2022, is de Alpine Alpenglow Hy4 nog beter geproportioneerd, waarbij de vorm de functie volgt. De auto is iets hoger en voorzien van een nieuw ontworpen kreukelzone en een ruimer interieur met twee zitplaatsen. De plaatsing van de waterstoftanks is ongewijzigd: die bevinden zich in de sidepods en achter de cockpit. De Alpenglow Hy4 is 5,20 meter lang en 1,10 meter hoog. De spoorbreedte is vergroot tot 2,10 meter en de totale breedte bedraagt 2,15 meter. Zijn afmetingen leggen een optische link naar de Alpine A424 waarmee Alpine deelneemt aan de prestigieuze Hypercar-categorie van het World Endurance Championship (WEC).

Automobile Club de l’Ouest, de organisator van de 24-uursrace van Le Mans, kondigde de voorgenomen regelgeving aan dat vanaf 2027 auto’s op waterstof zijn toegestaan. Formule 1-motoren zouden in 2031 ook kunnen overstappen op waterstof

De Alpine Alpenglow is een concept voor het ontwerp van toekomstige modellen van Alpine. Hoewel hij sterk lijkt op het conceptmodel uit 2022, is de Alpine Alpenglow Hy4 nog beter geproportioneerd, waarbij de vorm de functie volgt. De auto is iets hoger en voorzien van een nieuw ontworpen kreukelzone en een ruimer interieur met twee zitplaatsen. De plaatsing van de waterstoftanks is ongewijzigd: die bevinden zich in de sidepods en achter de cockpit. De Alpenglow Hy4 is 5,20 meter lang en 1,10 meter hoog. De spoorbreedte is vergroot tot 2,10 meter en de totale breedte bedraagt 2,15 meter. Zijn afmetingen leggen een optische link naar de Alpine A424 waarmee Alpine deelneemt aan de prestigieuze Hypercar-categorie van het World Endurance Championship (WEC).

De Alpine Alpenglow Hy4 is ontworpen als een raceauto op basis van een carbon LMP3-chassis. Zijn 2,0-liter viercilinder turbomotor draait op waterstof (H2-diwaterstof). De motor is uitgerust met directe inspuiting met een druk van 40 bar en waterinjectie om de NOx-uitstoot te verminderen. Het maximumtoerental bedraagt 7.000 t/min en de topsnelheid is 270 km/u.

De ontwikkeling van een dergelijke motor is heel specifiek werk, omdat waterstof in gasvorm wordt ingespoten. Daardoor is het lastiger om een homogeen mengsel te creëren dan met in vloeibare vorm ingespoten benzine. Waterstof kan echter in een veel groter concentratiebereik ontbranden: van 4 tot 76% en met zowel arme als rijke mengsels. In elk geval moet abnormale ontbranding worden vermeden. Daarvoor is een homogeen mengsel en een gecontroleerde temperatuur in de verbrandingskamers nodig. De aanpassingen aan de motor van de Alpenglow Hy4 hebben de expertise van Alpine Racing-ingenieurs verrijkt voor de ontwikkeling van de nieuwe motor die volledig voor waterstof is ontwikkeld. Die wordt in een tweede rijdende versie nog vóór eind 2024 gepresenteerd.

In de drie tanks van de Alpenglow Hy4 wordt de waterstof in gasvorm (elk 2,1 kg) opgeslagen onder een hoge druk van 700 bar. De tanks bevinden zich in de sidepods en achter de cockpit, in geventileerde compartimenten en afgesloten van het interieur. Een drukregelaar verlaagt de druk van 700 naar 200 bar voordat de waterstof via directe inspuiting met een druk van 40 bar in de verbrandingskamers wordt toegediend.

Talloze maatregelen garanderen de hoogst mogelijke veiligheid. Composietcilinders voor 700 bar zijn gecertificeerd volgens Regulation 134 (Europese goedkeuring voor de veiligheid van waterstofvoertuigen) en er zijn kleppen geïnstalleerd voor een snelle afvoer van de waterstof in geval van brand. Waterstofsensoren monitoren de auto voortdurend en er geldt een strenge startprocedure met talrijke voorgeschreven controles. Ten slotte waarschuwt een kleurcodesysteem de coureur en de hulpdiensten bij incidenten, afhankelijk van de mate van urgentie.

Tot de overige voordelen behoren het vermogen, de uitstekende efficiëntie onder zware belasting en de verminderde behoefte aan koeling, omdat de warmte via de uitlaat wordt afgevoerd in plaats van via radiatoren. Ook de milieuaspecten zijn zeer gunstig: de CO₂-uitstoot is verwaarloosbaar: geen emissie van roet, CO of onverbrande koolwaterstoffen. De NO_X-uitstoot kan worden beperkt tot een niveau dat met fossiele brandstof onhaalbaar is.

Deze argumenten pleiten ervoor om na deze eerste rijdende versie het onderzoek en de ontwikkeling voort te zetten om dit veelbelovende type motor te optimaliseren.

Alpine Racing let scherp op veranderingen in de reglementen en wijst erop dat de Automobile Club de l’Ouest, de organisator van de 24-uursrace van Le Mans, vanaf 2027 auto’s op waterstof toelaat. Formule 1-motoren zouden in 2031 ook kunnen overstappen op waterstof.