In de toekomst zullen we allemaal vliegende auto's bezitten. Oh, wacht -- dat is "The Jetsons." Onze kijk op toekomstig vervoer is iets realistischer, maar auto's zullen steeds meer elektrisch rijden, waardoor onze afhankelijkheid van fossiele brandstoffen afneemt. Rechts?
Die uitkomst is allerminst zeker. Er zijn zelfs mensen met een mechanische neiging die denken dat de toekomst van de auto volledig in een andere richting ligt:door stoom aangedreven motoren. En hoewel het misschien een beetje ouderwets klinkt, is het minder gedateerd dan je zou denken.
Het aandrijven van een voertuig met stoom is niet zozeer een innovatie als wel het opnieuw bekijken van een oud idee. Plannen voor door stoom aangedreven voertuigen dateren al in de 17e eeuw. Rond 1672 stelde een Vlaamse jezuïet, Ferdinand Verbiest genaamd, de specificaties op voor een zeer klein stoomaangedreven voertuig (mogelijk speelgoed) terwijl hij aan het keizerlijke Chinese hof woonde. Er zijn weinig aanwijzingen dat Verbiest het voertuig ooit heeft gebouwd, maar een beter gedocumenteerde eerste poging is die van Nicolas-Joseph Cugnot in 1769. Zijn door stoom aangedreven koets was traag en raakte snel leeg (letterlijk), maar het bleef duidelijk een doorbraak in transport.
Innovaties in stoomkracht gingen door gedurende de 19e eeuw. Tegen de tijd dat auto's gemeengoed werden in de straten van de stad, behoorden stoomauto's tot de opties. De Stanley Motor Carriage Company produceerde stoomvoertuigen die liefkozend Stanley Steamers of Flying Teapots werden genoemd. Ze waren erg populair in de vroege jaren 1900, maar het werd al snel goedkoper en efficiënter om te kopen wat nu de norm is voor commerciële auto's - een auto met een verbrandingsmotor. Dit betekent dat brandstof in de motor wordt verbrand en de explosie van de brandende benzine resulteert in de druk die nodig is om de bewegende delen van de motor te laten draaien. Stoomaangedreven motoren daarentegen werken door externe verbranding, wat betekent dat er een brandstofbron buiten de motor nodig is om de stoom te produceren die de bewegende delen voortstuwt. Tot dusver hebben verbrandingsmotoren bewezen fysiek kleiner en zuiniger te zijn dan hun externe neven.
Maar daar komt misschien verandering in. Een handvol mechanisch ingestelde knutselaars en ondernemers zijn begonnen met het bouwen van efficiëntere stoommachines. Sommigen, zoals het Britse Steam Car Team, lijken het voor de uitdaging en het plezier te doen. Dan is er Harry Schoell, wiens bedrijf, Cyclone Power Technologies, een door stoom aangedreven automotor heeft geproduceerd die consumenten zou kunnen overtuigen om waterdampkracht eens te proberen. Terwijl de stoommachines uit het verleden groot en onhandelbaar waren, zouden de motoren van Schoell gemakkelijk in de voetafdruk van een standaard verbrandingsmotor passen.
Dus wat is er anders? Het ontwerp van Schoell is gebaseerd op een gesloten systeem van verwarming en koeling, waardoor de motor veel efficiënter is en minder afval produceert dan eerdere modellen. De stoom wordt zo heet dat het zich meer als een vloeistof gedraagt, wat meer kracht oplevert. Het is ook minder duur om te produceren en te onderhouden omdat het geen katalysator, uitlaatdemper, olie of transmissie zoals een verbrandingsmotor nodig heeft. Maar het beste van alles is dat je in dit tijdperk van angst voor fossiele brandstoffen elke brandstof kunt gebruiken die je maar wilt om het stoomproces op gang te brengen, of dat nu benzine uit aardolie of biobrandstof is.
Maar zullen stoommachines op grote schaal worden gebruikt? Lees verder voor meer informatie.
Stoommachines zullen veel obstakels moeten overwinnen om publieke goedkeuring te krijgen, zoals een veel voorkomende misvatting dat stoommachines de neiging hebben te exploderen (ontkracht door een aantal bronnen, waaronder de website Hybrid Cars). Anderen maken zich zorgen dat het te lang duurt voordat de motor de vereiste hoeveelheid stoom heeft opgebouwd om vanaf een koude start te rijden, maar Cyclone meldt een opstarttijd van 10 tot 15 seconden en vol vermogen in minder dan een minuut. Dat is minder tijd dan een dieselmotor nodig heeft om op te warmen.
Een ander voordeel van de stoommotor is de eerder genoemde brandstofflexibiliteit. Toen auto's voor het eerst werden vervaardigd, dacht niemand eraan om zonder fossiele brandstoffen te komen te zitten. Tegenwoordig is onze afhankelijkheid van fossiele brandstoffen echter een reden tot bezorgdheid bij velen, en alle alternatieven die ons in staat stellen om die afhankelijkheid te verminderen, beginnen er erg aantrekkelijk uit te zien.
Wat leidt tot een andere vraag:hoe verhouden auto's op stoom zich van hybrides en elektrische voertuigen? Hybride en elektrische modellen zijn zeker een stap in de goede richting in de richting van het behoud van hulpbronnen, maar ze zullen ons geenszins bevrijden van onze onafhankelijkheid van fossiele brandstoffen. Huidige hybriden gebruiken een combinatie van gas en elektriciteit om te rijden; deze auto's verbruiken minder benzine dan standaard auto's met verbrandingsmotor, maar ze hebben het nog steeds nodig. Ze produceren ook minder uitstoot, maar sommige blijven. En elektrische auto's, zoals hier aangegeven, gebruiken vaak elektriciteit die wordt opgewekt door steenkool of andere fossiele brandstoffen, wat betekent dat koolstofemissies nog steeds een onderdeel zijn van het grote geheel.
In het geval van de Cyclone-stoommachine zijn emissies minder een probleem (hoewel zeker niet helemaal verdwenen). Volgens de website van het bedrijf brandt de motor langer dan de meeste en verbrandt daarom meer deeltjes, wat minder uitlaatgassen betekent. En die uitlaat is afhankelijk van het type brandstof dat wordt gebruikt. Als we brandstofbronnen kunnen ontwikkelen die steeds minder impact hebben op het milieu, zou de ecologische voetafdruk van de stoommotor nog kleiner worden.
Dit is natuurlijk allemaal volledig academisch totdat autofabrikanten daadwerkelijk besluiten stoommachines in hun voertuigen en andere machines te plaatsen, maar het lijkt erop dat ze beginnen te bijten. Popular Science meldt dat Cyclone Power een overeenkomst heeft bereikt om motoren voor grasmaaiers en tuinmachines te ontwikkelen, en in april 2011 sloot Cyclone volgens Smart Planet een deal met megafirma Raytheon, een defensieaannemer met banden met het Amerikaanse leger. . Flexibele brandstofopties kunnen een groot verschil maken voor ingezette troepen die geen betrouwbare voorraden hebben.
Alleen de tijd zal leren of de door stoom aangedreven motor daadwerkelijk een impact heeft op de consumentenautomarkt. Als blijkt dat het dezelfde prijs of minder kost om op grote schaal te produceren dan traditionele verbrandingsmotoren, kan de stoommotor worden omarmd door autofabrikanten, en mogelijke toekomstige oliecrises zouden ons kunnen dwingen ons gebruik van fossiele brandstoffen serieus te verminderen. brandstoffen.
De stoommachines van vandaag zijn veel beter dan de modellen van gisteren, dus reken ze niet uit voor wijdverbreid gebruik morgen.
Het begin van de stoomlocomotiefIn het begin van de 19e eeuw namen stoomaangedreven locomotieven een grote vlucht. De Britse ingenieur en uitvinder Richard Trevithick ontwierp en bouwde een aantal prototypen van stoommachines, waaronder een die debuteerde in 1804 en die 10 ton ijzer over 10 mijl kon vervoeren. Spoorwegen, en de treinen die erover reden, bleken een essentieel onderdeel van de industriële revolutie te zijn, en stoomlocomotieven behielden hun technologische superioriteit voor transport gedurende meer dan honderd jaar.
