Otomotiv İnovasyonu: Toyota GR Corolla'nın Hidrojen Teknolojisi

Toyota'nın GR Corolla'sında Sıvı Hidrojen Teknolojisi
D ünyanın dört bir yanından motorsporu tutkunları, geçtiğimiz hafta sonu, Monaco ve Indianapolis yarışlarına odaklanmıştı. Ancak Japonya'da Fuji Speedway'de gerçekleşen Super Taikyu Fuji 24 Saat yarışında, Toyota Başkanı Akio "Morizo" Toyoda'nın, bir hidrojen yakıtlı Corolla ile yarışması dikkatleri üzerine çekti. Otomotiv yöneticilerinin kendi ürünleriyle yarışması alışılmış bir durum olsa da, bir marka başkanının bir hidrojenle çalışan araçla dayanıklılık yarışına katılması oldukça beklenmedik bir durumdu.

Toyota, bir süredir hidrojenle çalışan araçlarıyla yarışlara katılıyor ve bu yarışlar sayesinde termal verimlilik konusunda yeni şeyler öğreniyor. Şirket, bu bilgileri en son Mayıs sonunda halka tanıttığı son nesil içten yanmalı motorlarında kullanmış durumda.

Japonya'nın otomotiv endüstrisi, devlet desteğiyle birlikte hidrojeni sıvı hidrokarbonlar veya piller yerine alternatif bir araç enerji kaynağı olarak araştırmaya devam ediyor. Ticari anlamda, bu genellikle hidrojen yakıt hücreleri şeklinde olurken, sürücüler arasında bu teknolojinin pek başarılı olduğu söylenemez, hatta hidrojen yakıt istasyonları bulunan bölgelerde bile.

Ancak GR Corolla'daki hidrojen güç aktarma organı, bir yakıt hücresi değil, içten yanmalı bir motordur. Proje ilk olarak 2021'de Fuji 24 Saat yarışında yarıştı, ardından 2022'de biraz daha başarılı bir performans sergiledi.

2023 yılı için ise araçta önemli bir değişiklik yapıldı şimdi araç sıvı hidrojenle çalışıyor. Artık 70 MPa (700 bar) basınç altında doldurulması gereken tanklar yerine, sıvı hidrojen 253°C ( 423°F) sıcaklıkta saklanıyor. Sıvı hidrojen, enerji yoğunluğu neredeyse iki katı olan, ancak hala sadece benzinin üçte biri kadar olan, enerji yoğunluğuna sahiptir. Ayrıca, pistte kriyojenik yakıt ikmali için gerekli lojistik ve ekipman, basınçlı hidrojenle karşılaştırıldığında çok daha azdı.

Sıvı hidrojen, içi çift duvarlı bir tankta saklanıyor. Bu tank, önceki dört basınçlı silindirden çok daha kolay bir şekilde GR Corolla'nın kompakt iç hacmine konumlandırıldı. Bu yıl tank, 15 kg hidrojen depolayabilen ve eliptik şekilli, tedarikçi Shinko için oldukça ilginç bir teknik zorluk oluşturdu. Yeni tank, Toyota'nın aracı yeniden düzenlemesini ve süreçte 50 kg (110 lbs) ağırlık tasarrufu yapmasını gerektirdi.

Tanktan yüksek basınçlı bir pompa yakıtı buharlaştırıcıya enjekte ediyor, burada gaz haline dönüşüyor ve ardından motora yanmak üzere gönderiliyor. Ne yazık ki, pompa 2023'te dayanıklı olamadı ve yarış sırasında iki kez değiştirilmesi gerekti, bu da saatler kaybettirdi.

2024 için, dayanıklı bir pompa tasarlandı ve tam 24 saat boyunca dayanabileceği testlerde belirlendi. Ancak test sırasında, pompanın yakıt sızıntısı kaynağı olduğu görüldü ve sorun izole edilirken takımın zaman kaybına uğramasına neden oldu. Neyse ki, bu durum 2023'te motorda bir hidrojen tesisatı sızıntısı nedeniyle test sırasında çıkan yangından çok daha hafif kaldı.


Toyota'nın GR Corolla'sında Sıvı Hidrojen Teknolojisi - 2

Ne yazık ki, yeni yakıt pompası yarış sırasında zaman zaman yakıt pompalama sorunları yaşadı, muhtemelen depodaki sallanmadan kaynaklanan. Ardından ABS modülü arızası aracın beş saat boyunca garajda kalmasına neden oldu ve takım bayrakla bitiş alabildi, ancak 2024'te bir önceki yıla kıyasla daha az tur tamamlanabildi.

Ancak 24 saatlik yarış gerçekten zordur ve bu yarış Toyota için tam bir hüsran değildir. Toyota, yakıt ikmali arasındaki 30 tur hedefine ulaştı ve yeni pompa yarış boyunca tamamen sorunsuz çalışmasa da (tam 24 saat boyunca çalışmasından bahsetmiyoruz), hangi bir kez bile değiştirilmesine gerek kalmadı.

Hâlâ aracın hava filtresine takılan karbon yakalama cihazı konusunda hafif şaşırmış durumdayım. Bu cihaz, araç sürüldükçe havadan CO2 çeker ve küçük bir tankta depolar. Sanırım bu hoş bir jest.

Hidrojenli içten yanmalı motorun geliştirilmesine başlandığından beri, Toyota'nın performans ve verimlilik konularında gerçek kazanımlar elde ettiğini ve sıvı hidrojene geçişin yakıt ikmali sürelerini %40 azalttığını belirtiyor. Tüm bunlar, şirketin bu teknolojiyi karbonsuz bir yakıt olarak daha uygun hale getirdiğini söylüyor. Ancak benim için, sıvı hidrojenle yakıt ikmal eden seri üretim araçları görmek pek mümkün görünmüyor.


Toyota'nın GR Corolla'sında Sıvı Hidrojen Teknolojisi - 3

Toyota'nın hala bir gün araçlarının egzozundan sadece su salan yanmalı motorlu araçlar satabileceğine dair umudu var olsa da, şirket şimdiden bu teknolojinin gerçek dünya faydası olması gerektiğini biliyor.

"Toyota CTO'su Hiroki Nakajima, hidrojen motorunun motor ısı verimliliğine derinlemesine katkıda bulunduğunu belirtti. Bu teknolojiyi tetikleyen bir an oldu" dedi Nakajima, yeni 1.5 litrelik ve 2.0 litrelik dört silindirli motorlarını tanıttığı etkinlikte. Bu motorlar, 2027'de yürürlüğe girecek olan Avrupa Birliği'nin yeni Euro 7 emisyon düzenlemelerine uyumlu şekilde tasarlanmış.

Bu teknolojik gelişmeler, otomotiv endüstrisinde önemli bir adımı temsil ediyor. Toyota'nın yarış pistlerinde test ettiği hidrojenli içten yanmalı motor teknolojisi, gelecekte otomobillerin daha sürdürülebilir ve çevre dostu bir yakıt kaynağı kullanmasına olanak sağlayabilir. Teknolojinin yarattığı verimlilik artışı ve sıvı hidrojenin kullanımı, gelecekteki otomobil teknolojileri için ilham verici olabilir. Bu gelişmeler, otomobil endüstrisinde karbon salınımını azaltma ve daha temiz bir çevre vadederken, yarış pistlerinde test edilmiş olması da bu teknolojinin gerçek dünya koşullarında performansını kanıtlıyor.