211service.com
De luchtauto bereidt zich voor op de markt
Een in Frankrijk ontworpen auto die wordt aangedreven door perslucht en snelheden claimt van meer dan 60 mijl per uur, zal naar verwachting al deze zomer in commerciële productie gaan, hoewel sceptici van de technologie hun adem niet inhouden.
Lucht auto: MDI zegt dat zijn MiniCat-persluchtauto (hierboven) snelheden tot 100 mijl per uur kan bereiken en een bereik tot 125 mijl heeft.
Het gebruik van perslucht, zo stellen ze, kan betekenen dat er geen uitlaatemissies zijn, maar het is onwaarschijnlijk dat het voldoende bereik of snelheid biedt om de massa aan te spreken, vooral in Noord-Amerika. Perslucht bevat niet veel energie - dat is de moordenaar, zegt Larry Rinek, senior onderzoeksanalist voor autotechnologieën bij consultancy Frost & Sullivan . Dit is meer een leuk garageproject voor een Populaire wetenschap abonnee.
Maar de droom leeft voort. Motor Development International (MDI), gevestigd in de buurt van Nice, Frankrijk, heeft verschillende prototypes van zijn Compressed Air Technology (CAT)-auto ontwikkeld sinds de eerste motor 14 jaar geleden werd gemaakt. Nu rekent de oprichter van het bedrijf, Guy Negre, een luchtvaartingenieur die eind jaren tachtig een krachtige racemotor voor de Formule 1 ontwikkelde, op de grootste autofabrikant van India, Tata Motors , om zijn langverwachte lucht auto later dit jaar op de markt.
De Air Car moest jaren geleden de straat op, maar de release lijkt altijd om de hoek. MDI kondigde in 2002 aan dat de auto's zouden worden gebruikt om taxi's in Mexico-Stad te vervangen, maar er kwam niets uit.
Tata's betrokkenheid deze keer, gecombineerd met het feit dat olie onlangs $ 100 per vat bereikte, zou het spel kunnen veranderen. De grootste autofabrikant van India kondigde afgelopen februari aan dat het een deal had gesloten met MDI om Negre's persluchtmotortechnologie verder te ontwikkelen en te verfijnen, met de bedoeling om de emissievrije auto's in India te produceren en te verkopen. Sindsdien is gemeld dat Tata als onderdeel van de overeenkomst bijna $ 30 miljoen in MDI heeft geïnvesteerd.
De recente productiedruk is een reactie op het contract dat MDI met Tata heeft ondertekend, bevestigde Kevin Haydon, een woordvoerder van Zero Pollution Motors, gevestigd in New Paltz, NY. Hij zegt dat het bedrijf van plan is om rond 2010 CAT-voertuigen te produceren in delen van de Verenigde Staten via een licentie bij MDI.
Zero Pollution heeft zelfs zijn intrede gedaan in de auto in de multicity Automotive X-prijs competitie, waar in 2009 meer dan 30 teams – waaronder elektrische autofabrikanten Tesla Motors , Phoenix Motorcars , en Malcolm Bricklin's Visionaire voertuigen –concurreren op de brandstofefficiëntie van hun voertuigontwerpen.
De Air Car doet het misschien beter dan brandstofcelauto's, maar experts zeggen dat het gebruik van netstroom om een elektrisch voertuig op batterijen op te laden veel efficiënter is dan het gebruik van elektriciteit om dezelfde hoeveelheid energie te comprimeren en op te slaan in een tank. Het grootste probleem is dat lucht heet wordt als je het comprimeert, dus veel van de energie-invoer gaat naar het verhogen van de temperatuur van de lucht terwijl je probeert de druk te verhogen, legt uit Doug Nelson , een professor in werktuigbouwkunde en een expert op het gebied van geavanceerde voertuigsystemen aan het Virginia Polytechnic Institute.
Volgens haar website houdt MDI vol dat, vergeleken met de meest voorkomende auto's op de weg - die op benzine rijden - de luchtmotor veel beter is wat betreft energieverbruik en thermodynamica.
De kern van alle CAT-modellen is een motor met vier zuigers, aangedreven door perslucht, die wordt opgeslagen in tanks met een snelheid van 4.500 pond per vierkante inch. De lichtgewicht tanks, een thermoplastische container omgeven door een omhulsel van koolstofvezel, zijn gemaakt door Airbus Industries en bevatten bijna 3.200 kubieke voet lucht.
Om het voertuig voort te stuwen, wordt perslucht uit de tanks in een kleine kamer geïnjecteerd, waar het uitzet en afkoelt. Deze expansie drijft een neerwaartse slag van de zuiger aan. Maar als de omgevingstemperatuur de lucht in de eerste kamer begint op te warmen, wordt die lucht in een tweede aangrenzende kamer gedwongen, waar het weer uitzet om een opwaartse slag te veroorzaken. Het gebruik van omgevingswarmte helpt meer van de energie in de perslucht op te vangen, wat uiteindelijk de efficiëntie verbetert en het bereik van MDI's Air Car uitbreidt. En vergeleken met viertakt verbrandingsmotoren, waarbij de helft van de slagen verloren gaat om lucht en brandstof in de kamer te trekken, maakt de luchtmotor gebruik van elke slag.
Ulf Bossel, werktuigbouwkundig ingenieur consulting in Zwitserland en organisator van het European Fuel Cell Forum, is voorzichtig optimistisch. Ik denk dat er iets aan de hand is, zegt Bossel, een van de weinigen die een uitgebreide analyse heeft gemaakt van de aanpak van MDI. Ook al zou een van MDI's persluchttanks het energie-equivalent van slechts één gallon benzine bevatten, het gebruik van die lucht in de motor is 90 procent efficiënt.
De energiebalans zou aanzienlijk verbeteren, stelt hij, als de persluchtsystemen bij tankstations of in garages van autobezitters zo zouden worden ontworpen dat eventuele restwarmte tijdens compressie kan worden opgevangen en gebruikt voor bijvoorbeeld de productie van sanitair warm water. Als de compressoren zouden kunnen interageren met het net en zouden worden geprogrammeerd om alleen lucht te comprimeren en op te slaan tijdens de daluren, of wanneer zonne- en windenergie groter zijn, zou het emissieprofiel van de Air Car ook verbeteren.
Als je schone elektriciteit gebruikt, is het een absoluut schoon systeem, zegt Bossel, eraan toevoegend dat persluchtsystemen, hoewel ze minder efficiënt zijn dan auto's op batterijen, het voordeel hebben dat ze eenvoudig, goedkoper te produceren zijn en niet worden beperkt door de degradatieproblemen die gepaard gaan met met de huidige batterijsystemen. Toch zijn er enkele thermodynamische trucs die je moet doen, zegt hij.
Om de actieradius van het voertuig te vergroten, komt MDI ook met een optioneel dual-modesysteem waarmee de auto op fossiele of biobrandstoffen kan rijden, hetzij wanneer de snelheid hoger is dan 35 mijl per uur of wanneer de persluchttanks leeg zijn. In de brandstofmodus vult de moto-alternator van de auto de tank met perslucht terwijl het voertuig beweegt.
MDI zegt dat de auto in stedelijke omgevingen met alleen lucht en een emissievrije modus een bereik heeft van maximaal 125 mijl, maar dat daalt tot ongeveer 80 mijl als er met hogere snelheden tot 60 mijl per uur wordt gereden. Een volledige lading lucht, inclusief de elektriciteit die wordt gebruikt om het te comprimeren, kost naar verwachting minder dan $ 3. In de dual-mode-versie, met hulp van brandstof, kunnen snelheden oplopen tot 100 mijl per uur, en het bereik wordt uitgebreid tot 900 mijl op minder dan een gallon brandstof (hoewel hoe sneller men gaat, hoe korter het bereik).
Het idee is dat de auto geen vervuiling veroorzaakt wanneer hij in steden rijdt, en een lagere uitstoot wanneer hij sneller rijdt, zoals in voorstedelijke en landelijke omgevingen. Het is een beetje meer een hybride, zegt Haydon. De nieuwe innovatie zal het aantrekkelijker maken voor de gemiddelde koper. Wat de uitstoot van kooldioxide betreft, zal hij vijf keer minder hebben dan het gemiddelde voertuig.
De eerste CAT-auto die wordt geproduceerd, wordt de OneCAT genoemd, een utilitaire auto voor stads- en plattelandsrijden die speciaal is ontworpen voor gebruik in overbelaste steden en geprijsd is binnen een bereik van ($ 5.100 tot $ 7.800) binnen het bereik van consumenten in een zich ontwikkelende economie, zoals India .
De ultralichte carrosserieën van de voertuigen zouden zijn gemaakt van aan elkaar gelijmd glasvezel en geïnjecteerd schuim, en het aluminium chassis zou ook worden gelijmd, niet gelast, om de productie te vereenvoudigen.
Voordat de productie van de CAT in India kan beginnen, waarschijnlijk later gevolgd door Spanje en Australië, zegt MDI dat het de massaproductie van de auto's in zijn fabriek in Frankrijk moet starten. Een woordvoerster van het marketingkantoor van MDI in Barcelona zegt dat dit waarschijnlijk in september 2008 zal gebeuren.
Maar Rinek van Frost & Sullivan gelooft dat de kans klein is dat grote autofabrikanten in de Verenigde Staten de Air Car serieus nemen. Hij wijst op de noodzaak om een infrastructuur van compressorstations te bouwen en om te voldoen aan strikte veiligheidsnormen. (De Air Car kan niet worden getankt met de luchtpompen die momenteel bij sommige benzinestations te vinden zijn.)
In Noord-Amerika is het eigenlijk een non-starter, zegt Rinek, die toegeeft dat er beperkte nichemarkten zijn. Het enige potentieel, als dat er al is, zou zijn voor een voertuig voor korte woon-werkverkeer in de binnenstad met een ultra-greenie-eigenaar.