Vooruitgang in emissievrije brandstofcellen zou de technologie goedkoop genoeg kunnen maken om traditionele benzinemotoren in voertuigen te vervangen, volgens onderzoekers van de Universiteit van Waterloo.

De onderzoekers hebben een nieuwe brandstofcel ontwikkeld die minstens 10 keer langer meegaat dan de huidige technologie, een verbetering die ze economisch praktisch zou maken, indien in massa geproduceerd, voertuigen met elektriciteit aan te drijven.

"Met onze ontwerpaanpak, de kosten kunnen vergelijkbaar of zelfs goedkoper zijn dan benzinemotoren, " zei Xianguo Li, directeur van het Fuel Cell and Green Energy Lab in Waterloo. "De toekomst is heel rooskleurig. Dit is schone energie die zou kunnen groeien."

Onderzoekers concentreerden zich aanvankelijk op hybride voertuigen, die nu zowel gasmotoren als batterijen hebben vanwege problemen met een beperkt rijbereik en lange oplaadtijden.

Bestaande brandstofcellen zouden in theorie die gasmotoren kunnen vervangen, welke stroomgeneratoren om batterijen op te laden terwijl hybride voertuigen in bedrijf zijn, maar zijn onpraktisch omdat ze te duur zijn.

De onderzoekers losten dat probleem op met een ontwerp dat brandstofcellen veel duurzamer maakt door een constante, in plaats van fluctuerend, hoeveelheid elektriciteit.

Dat betekent dat de cellen, die elektriciteit produceren uit de chemische reactie wanneer waterstof en zuurstof worden gecombineerd om water te maken, kan veel eenvoudiger en dus veel goedkoper.

"We hebben een manier gevonden om de kosten te verlagen en toch te voldoen aan de verwachtingen op het gebied van duurzaamheid en prestaties, " zei Li, een professor in de mechanische en mechatronica-engineering. "We halen de economische doelstellingen en zorgen voor een emissievrije transporttoepassing."

Onderzoekers hopen dat de introductie van brandstofcellen in hybride voertuigen zal leiden tot massaproductie en lagere eenheidskosten. Dat zou de weg kunnen effenen voor de volledige vervanging van zowel batterijen als gasmotoren door een betaalbare, veilig, betrouwbaar, schone stroombron.

"Dit is een goede eerste stap, een overgang naar wat het antwoord zou kunnen zijn op de verbrandingsmotor en de enorme milieuschade die deze veroorzaakt, " zei Li.

Li werkte samen met hoofdonderzoeker Hongtao Zhang, een voormalig postdoctoraal fellow, Waterloo wiskunde professor Xinzhi Liu en Jinyue Yan, een energiedeskundige en professor in Zweden.

Een paper over hun werk, Verbetering van de duurzaamheid van brandstofcellen voor plug-in hybride elektrische voertuigen met brandstofcellen door middel van strategisch energiebeheer, verschijnt in het journaal Toegepaste energie .