Mazda heeft opnieuw zijn toevlucht genomen tot onconventioneel denken in zijn streven naar schonere verbranding. De Japanse autofabrikant, die bouwt op een solide reputatie van gedurfde aandrijflijnexperimenten, heeft een patent aangevraagd voor een zestakt verbrandingsmotor die lokaal geen CO2 uitstoot. Dus nee, hij loopt niet op e-brandstoffen. Klaar voor iets heel anders?

Mazda's revolutionaire motor loopt in principe op waterstof. Maar op een heel eigenaardige manier. In de cilinders wordt de ingespoten benzine opnieuw geformuleerd en wordt de ingesloten waterstof aan de ene kant onttrokken voor verbranding, terwijl de koolstof aan de andere kant in vaste vorm wordt opgevangen en vervolgens wordt afgezet.

Mazda's tegendraadse geschiedenis

Mazda heeft vaak gezaagd waar anderen zagen. Het bedrijf heeft tientallen jaren geprobeerd de rotatiemotor te perfectioneren, ondanks aanhoudende nadelen op het gebied van efficiëntie en betrouwbaarheid. Meer recentelijk introduceerde het een vonkgestuurde motor met compressieontsteking en productiebenzinemotoren met compressieverhoudingen tot 14:1, die op gewone loodvrije benzine kunnen lopen.

Dit nieuwe zestaktconcept is misschien wel Mazda's meest gedurfde tot nu toe. Waar het vorig jaar gepubliceerde patent van Porsche voor de zestaktmotor meer energie wilde onttrekken door een extra compressie- en expansiecyclus toe te voegen, wil Mazda's systeem de uitstoot direct aanpakken door de benzine tijdens het verbrandingsproces zelf te splitsen in waterstof en koolstof.

Hoe het systeem werkt

De motor behoudt de bekende viertaktcyclus - inlaat, compressie, verbranding en uitlaat - maar voegt twee fasen toe. Tijdens de vierde slag worden de uitlaatgassen niet rechtstreeks in de atmosfeer geloosd, maar worden ze via een speciale klep naar een ontledingsunit geleid.

Daar spuit een injector extra benzine in de hete uitlaatgasstroom. Hitte en een katalysator splitsen de koolwaterstofmoleculen, waardoor waterstof in een kleine opslagkamer aan boord komt en koolstof in een terugwinningsunit wordt opgevangen.

De vijfde slag, re-expansie genoemd, zuigt gassen terug in de cilinder voor verdere arbeid, terwijl de zesde en laatste slag ze weer afvoert. In principe stelt dit systeem de motor in staat om voornamelijk te werken op waterstof uit zijn eigen brandstof, waardoor vermogen wordt geproduceerd zonder kooldioxide uit te stoten.

Maar wat gebeurt er met de afgevangen koolstof? Die wordt opgeslagen om later tijdens het onderhoud te worden verwijderd. De aanvragen van Mazda suggereren ook verdere toepassingen voor de koolstof, zoals gebruik in de staalproductie, pigmenten of andere industriële oplossingen.

Voordelen en complicaties

Op papier is het een aantrekkelijk idee. Voertuigen zouden kunnen blijven vertrouwen op de bestaande benzine-infrastructuur, waardoor de hoge kosten en logistieke uitdagingen van niet alleen EV-oplaadnetwerken maar ook waterstoftanken vermeden worden. De auto zou weinig of geen CO2 uitstoten, zonder dat bestuurders hun gewoonten fundamenteel zouden moeten veranderen.

Maar de uitdagingen zijn enorm. Het toevoegen van een decomposer, extra injectoren, nieuwe kleppentrajecten en elektronische actuatoren maakt het ontwerp veel complexer dan een conventionele motor.

Elke liter benzine bevat ongeveer 0,66 kilogram koolstof. Voor een 57-liter tank betekent dat ongeveer 37 kilogram vaste koolstof om op te slaan tussen tankbeurten. De logistiek rond het legen en recyclen van die koolstof is niet te onderschatten en sluit niet goed aan op de eerder genoemde onderhoudsintervallen.

Brandstofbesparing is een andere onbekende. Verdere waterstofverbrandingsprojecten hebben teleurstellende resultaten opgeleverd, omdat het energieproces erg inefficiënt is. Het ontwerp van Mazda zou soortgelijke nadelen kunnen ondervinden.

Minder is meer

Voor Mazda, dat tientallen jaren heeft besteed aan de ontwikkeling van motoren die de meeste concurrenten nooit zouden overwegen, onderstreept de aanvraag bij het Amerikaanse patent- en handelsmerkbureau zijn weigering om de interne verbranding op te geven in het kielzog van de strijd tegen CO2-uitstoot, zelfs nu de rest van de industrie versnelt in de richting van batterijvermogen.

Het is ook een kwestie van investering en kosten. Als de Japanse autofabrikant de code zou kunnen kraken, zou hij daar veel profijt van hebben en geen geld hoeven te steken in onderzoek, ontwikkeling en marketing van elektrische voertuigen.

Maar de wetgevers zijn duidelijk. Het Europese kader voor een verbod op de verkoop van koolstofintensief transport betekent dat geen enkel pufje CO2 is toegestaan. En omdat verbrandingsmotoren altijd een deel van de uitstoot van smeermiddelen veroorzaken, kunnen ze daar niet volledig aan voldoen. Technische curiositeit of een commerciële gamechanger? Hoe dan ook, de verbrandingsmotor met zestaktmotor laat zien hoe minder CO2 kan leiden tot meer creativiteit.