Toyota erprobt aktuell einen Verbrennungsmotor, bei dem Wasserstoff zur Verbrennung genutzt wird. So ganz neu ist das System nicht. BMW hatte vor zwei Jahrzehnten schon einmal ähnliche Technologien in einer Kleinserie auf der Straße.

Als BMW Ende der 1990er Jahre eine Flotte von 7er-Erprobungsträgern der Baureihe E38 mit Wasserstoffantrieb präsentierte, war die Überraschung in der Branche groß. Bereits mehrere Jahrzehnte galt der Wasserstoff als sauberer Energieträger und eine Vielzahl von Herstellern erprobten den Wasserstoff in Verbindung mit einer Brennstoffzelle.

BMW war jedoch der erste Hersteller, der es in einer Kleinserie versuchte, den Wasserstoff als flüssigen Kraftstoff in einem Verbrennungsmotor einzusetzen. Obschon der Entwicklungsaufwand mächtig war und BMW eine Technologie-Weltreise mit seiner ersten silbernen 7er-Flotte unternahm, wurde es letztlich nichts mit einem echten Serieneinsatz. Die Baureihen E38 und der spätere E65 mit den jeweiligen V12-Triebwerken, die mit Wasserstoff befeuert wurden, verschwanden Ende des 2010er Jahre nach großen Auftritten in Politik und Wirtschaft klammheimlich in den Kellern der Münchner Entwicklungsabteilungen.

Knapp 15 Jahre später sind Fahrzeuge mit Wasserstoff noch immer nicht auf die Reifen gekommen. Viele Marken haben spätestens durch den immer größeren Elektrotrend der Brennstoffzelle abgeschworen und setzen allein auf den Batteriebetrieb. Toyota ist neben Hyundai einer der wenigen Hersteller, die aktuell ein Serienfahrzeug mit Brennstoffzelle anbieten. Der noch junge Toyota Mirai II kann sich im Gegensatz zur ersten Generation auch optisch sehen lassen. Doch wie beim Hyundai Nexo bleibt es dabei, dass der Wasserstoff zusammen mit Sauerstoff im Auto durch einen chemischen Prozess in elektrische Energie umgewandelt wird, die wiederum die Batterie und einen Elektromotor versorgt.

Doch Toyota geht mit seinen Experimenten jetzt noch einen anderen Weg und hat einen Motor entwickelt, der Wasserstoff statt Benzin verbrennt. Die Vorteile liegen wie einst beim 191 kW / 260 PS / 390 Nm starken BMW Hydrogen 7 auf der Hand. Das Triebwerk stößt keine CO2-Emissionen aus und lässt sich an einer Wasserstofftankstelle in wenigen Minuten nachtanken. Das zähe Laden an der Elektroladesäule entfällt. Statt des chemischen Prozesses werden Wasserstoff und Sauerstoff hier ähnlich bei einem normalen Verbrenner Benzin und Sauerstoff verbrannt, die vorher aus einem Hochdrucktank fließen, der den Wasserstoff bei einer Temperatur von – 253 Grad Celsius flüssig hält. War es beim BMW 7er mit Wasserstoffantrieb ein mächtiges V12-Triebwerk, das vom Serien-760er abgeleitet wurde, so erprobt Toyota die neue alte Technik mit einem kleinen Dreizylinder-Turbo. Bei dem Triebwerk vom Typ GE16-GTS wird der Wasserstoff über ein modifiziertes Kraftstoff- und Einspritzsystem in die Brennräume des Hubkolbenmotors gebracht.

Dabei erfolgt der Verbrennungsprozess deutlich schneller als bei vergleichbaren Benzinern, was zu einem besseren Ansprechverhalten des Motors führt. Dadurch verringern sich auch die Vibrationen, so dass Fahrgefühl und Fahrzeugrückmeldung steigen. Bei dem 7er BMW von der Jahrtausendwende oder dem späteren E65 mit sechs Litern Hubraum war der seidenweiche Klang des V12-Benziners kaum mit dem des modifizierten Wasserstoffmotors zu vergleichen gewesen. Verbaut wurde dieser neue Wasserstoffmotor in einem sportlichen Toyota Corolla, der seine Bewährungsprobe am kommenden Wochenende feiert, denn ein Fahrzeug wird beim 24-Stunden-Rennen im japanischen Fuji (21. bis 23. Mai) eingesetzt.

Der Toyota Corolla verfügt über einen 1,6 Liter großen Wasserstoffmotor mit drei Zylindern und Turboaufladung. Zudem verfügt der kompakte Tourenwagen über Handschaltung und Allradantrieb. Ein seriennaher Einsatz scheint zu einem späteren Zeitpunkt erst einmal ausgeschlossen, da Toyota mit dem Renneinsatz allein wertvolle Daten unter maximaler Rennbelastung sammeln will. Doch ganz ähnlich sah es einst mit Technologien wie Benzindirekteinspritzung, Doppelkupplungsgetriebe, Hybrid- oder Dieselantrieben aus – auch hier stammen viele spätere Serienmodule aus dem Rennsport. Und vielleicht bekommt ja auch der Wasserstoff trotz des weltweiten Elektrotrends noch eine Chance – in einem Verbrennungsmotor.

Der einstige Initiator BMW geht mittlerweile einen anderen Weg. Zwischenzeitlich hatte man sich weitgehend aus der Wasserstoffentwicklung verabschiedet. Doch im kommenden Jahr wollen die Bayern den Wasserstoff wieder in einer Kleinserie auf die Straße bringen. Der BMW i Hydrogen Next auf Basis des aktuellem X5 wird dann wie Hyundai Nexo und Toyota Mirai mit einer Brennstoffzelle ausgestattet sein.

Stefan Grundhoff; press-inform