Benzine is al de brandstof van het verleden. Het lijkt misschien niet zo als je tankt op weg naar je werk, maar de aardolie die werd gebruikt om het te maken, raakt geleidelijk op. Het vervuilt ook de lucht die steeds ongezonder wordt om in te ademen, en mensen willen niet langer de hoge prijzen betalen die oliemaatschappijen ervoor vragen. Autofabrikanten weten dit allemaal en hebben veel tijd en geld gestoken in het vinden en ontwikkelen van de brandstof van de toekomst.
De zoektocht is begonnen, maar wat wordt deze brandstof van de toekomst? Kant-en-klare brandstoffen zoals aardolie worden steeds moeilijker te vinden en autofabrikanten wenden zich tot groenere energiebronnen zoals batterijen. Deze batterijen kunnen worden opgeladen met energie en in een auto worden geplaatst waar die energie kan worden vrijgegeven. Hoe goed dat idee ook lijkt, sommige fabrikanten denken dat lucht een nog betere energiebron kan worden.
Lucht? Op het eerste gezicht lijkt het idee om een auto op lucht te laten rijden bijna te mooi om waar te zijn. Als we lucht als brandstof kunnen gebruiken, waarom zouden we er dan over nadenken om iets anders te gebruiken? Lucht is overal om ons heen. Lucht raakt nooit op. Lucht is niet vervuilend. Het beste van alles is dat lucht gratis is.
Helaas kan lucht alleen niet als brandstof worden gebruikt. Ten eerste moet er energie in worden opgeslagen door de lucht stevig samen te persen met behulp van een mechanische luchtcompressor. Zodra de perslucht vrijkomt, zet deze uit. Deze uitzettende lucht kan bijvoorbeeld worden gebruikt om de zuigers aan te drijven die een motor aandrijven. Het idee om perslucht te gebruiken om een voertuig aan te drijven is niet nieuw:vroege prototypes van een luchtaangedreven voertuig dateren uit het midden van de 19 de eeuw, zelfs vóór de uitvinding van de verbrandingsmotor.
Ten minste één fabrikant denkt klaar te zijn om luchtauto's aan het Amerikaanse publiek te verkopen. Als alles goed gaat, kunnen deze auto's relatief snel beschikbaar zijn in de Verenigde Staten [bron:Sullivan]. Op de volgende pagina's bekijken we deze technologie, de redenen waarom u deze misschien wilt gebruiken - en een paar redenen waarom u deze misschien niet wilt gebruiken.
Inhoud
De wetten van de natuurkunde dicteren dat niet-ingesloten gassen een bepaalde ruimte zullen vullen. De eenvoudigste manier om dit in actie te zien, is door een ballon op te blazen. De elastische huid van de ballon houdt de lucht stevig vast, maar op het moment dat je een speld gebruikt om een gat in het oppervlak van de ballon te maken, zet de lucht met zoveel energie uit naar buiten dat de ballon explodeert. Het comprimeren van een gas in een kleine ruimte is een manier om energie op te slaan. Wanneer het gas weer uitzet, komt die energie vrij om arbeid te verrichten. Dat is het basisprincipe achter wat een luchtauto doet rijden.
In de eerste luchtauto's zullen luchtcompressoren zijn ingebouwd. Na een stevige rit kun je de auto mee naar huis nemen, in de garage zetten en de compressor aansluiten. De compressor gebruikt lucht uit de auto om de persluchttank bij te vullen. Helaas is dit een nogal langzame manier van tanken en zal het waarschijnlijk tot twee uur duren voordat het volledig is bijgevuld. Als het idee van een luchtauto aanslaat, komen er luchttankstations bij gewone benzinestations, waar de tank veel sneller kan worden bijgevuld met lucht die al is gecomprimeerd. Het vullen van uw tank bij de pomp duurt waarschijnlijk ongeveer drie minuten [bron:Cornell].
De eerste luchtauto's zullen vrijwel zeker de Compressed Air Engine (CAE) gebruiken die is ontwikkeld door het Franse bedrijf Motor Development International (MDI). Luchtauto's die deze motor gebruiken, hebben tanks die waarschijnlijk ongeveer 3.200 kubieke voet (90,6 kiloliter) perslucht bevatten. Het gaspedaal van het voertuig bedient een klep op de tank waarmee lucht in een pijp kan worden gelaten en vervolgens in de motor, waar de druk van de uitzetting van de lucht tegen de zuigers zal duwen en de krukas zal draaien. Dit zal voldoende vermogen produceren voor snelheden van ongeveer 35 mijl (56 kilometer) per uur. Wanneer de luchtauto die snelheid overtreft, zal een motor in werking treden om de luchtcompressor in de auto te bedienen, zodat deze tijdens het vliegen meer lucht kan comprimeren en extra vermogen aan de motor kan leveren. De lucht wordt ook verwarmd wanneer deze de motor raakt, waardoor het volume toeneemt zodat de auto sneller kan rijden [bron:Cornell].
Een groot voordeel van het gebruik van perslucht om de motor van een auto aan te drijven, is dat een voertuig met zuivere perslucht geen vervuiling veroorzaakt aan de uitlaat. Meer specifiek, de persluchtauto's die we in de nabije toekomst waarschijnlijk zullen zien, zullen helemaal niet vervuilen totdat ze snelheden van meer dan 35 mijl per uur bereiken. Dat is wanneer de interne luchtcompressor van de auto in werking treedt om extra snelheid te bereiken. De motor die deze luchtcompressor aandrijft, heeft brandstof nodig die een kleine hoeveelheid luchtvervuiling veroorzaakt. Sommige brandstof (u kunt milieuvriendelijke biobrandstoffen of fossiele brandstoffen gebruiken) wordt ook gebruikt om de lucht te verwarmen die uit de tank komt. De nieuwste persluchtmotoren bieden bestuurders ook de mogelijkheid om fossiele brandstoffen of biobrandstoffen te gebruiken om de lucht te verwarmen wanneer deze de motor binnenkomt. Desalniettemin vertegenwoordigt deze technologie een duidelijke verbetering ten opzichte van auto's die worden aangedreven door verbrandingsmotoren die bij elke snelheid aanzienlijke hoeveelheden vervuiling veroorzaken.
Luchtauto's zijn ook ontworpen om lichter te zijn dan conventionele auto's. De aluminium constructie van deze voertuigen zal hun gewicht onder de 907 kilogram houden, wat essentieel is om deze voertuigen zuiniger te maken en hen te helpen langere tijd sneller te rijden.
Een ander voordeel van luchtauto's is dat de brandstof opmerkelijk goedkoop moet zijn, een belangrijke overweging in dit tijdperk van volatiele gasprijzen. Sommige schattingen zeggen dat de auto's het equivalent van 106 mijl (171 kilometer) per gallon zullen krijgen, hoewel perslucht waarschijnlijk niet per gallon zal worden verkocht. Een meer zinvolle schatting is dat het misschien maar $ 2 aan elektriciteit kost om de persluchttank te vullen, hoewel je ook benzine nodig hebt om de elektromotor aan te drijven die lucht comprimeert tijdens het rijden [bron:Cornell].
De voertuigen zelf zullen ook relatief goedkoop zijn. Zero Pollution Motors, dat van plan is de eerste luchtauto's in de Verenigde Staten uit te brengen en een stickerprijs van ongeveer $ 17.800 schat, wat deze auto's betaalbaar zou maken voor prijsbewuste Amerikaanse kopers [bron:Max].
Terwijl een luchtauto geen vervuiling produceert die rijdt op reeds gecomprimeerde lucht in zijn tank, wordt er toch vervuiling geproduceerd wanneer de lucht wordt gecomprimeerd, zowel tijdens het rijden als tijdens het tanken. Zoals we eerder vermeldden, zal de luchtcompressor van het voertuig waarschijnlijk op benzine werken, en dit gas zal bij verbranding vervuiling veroorzaken.
De luchtcompressor bij het tankstation zal waarschijnlijk worden aangedreven door elektriciteit. De productie van die elektriciteit kan al dan niet vervuilen, afhankelijk van hoe die elektriciteit wordt opgewekt. Elektriciteit op steenkool kan bijvoorbeeld aanzienlijke hoeveelheden vervuiling veroorzaken. Schonere bronnen van elektriciteit, zoals kernenergie of waterkracht, zullen leiden tot veel minder vervuiling. Volgens de website Gas 2.0 zou een luchtauto in de Verenigde Staten ongeveer 0,176 pond CO2-uitstoot per mijl creëren op basis van de gemiddelde mix van elektrische energiebronnen tijdens het tanken. Ter vergelijking:een Toyota Prius Hybrid, die een elektrische motor op batterijen combineert met een verbrandingsmotor, genereert ongeveer 0,34 pond koolstofdioxide per mijl. Dus hoewel de luchtauto niet helemaal vrij van vervuiling is, vertegenwoordigt hij nog steeds een verbetering ten opzichte van een van de meest populaire hybride auto's op de markt [bron:Nuccitelli].
Afstand kan ook een nadeel worden, afhankelijk van je reisgewoonten. De afstand die een luchtauto kan afleggen zonder te tanken is cruciaal, omdat in eerste instantie maar heel weinig tankstations persluchtpompen beschikbaar hebben. Als u van plan bent om uw luchtauto alleen te gebruiken voor korte woon-werkverkeer - afstanden van minder dan 100 mijl - is dat prima. Het wachten van één tot twee uur voordat de ingebouwde luchtcompressor van de auto een tank vol lucht comprimeert, kan echter een probleem worden tijdens langlaufreizen. Zero Pollution Motors - de Amerikaanse tak van MDI en het bedrijf dat waarschijnlijk de eerste luchtauto voor de Amerikaanse markt zal produceren - streeft ernaar om binnenkort een auto beschikbaar te hebben die tussen de 800 en 1.000 mijl kan reizen op één tank lucht plus 8 gallons van gas [bron:Cornell]. Vroege prototypes hebben echter afstanden afgelegd die dichter bij 120 mijl liggen - goed genoeg voor uw dagelijkse woon-werkverkeer, maar niet helemaal geschikt voor langere reizen [bron:Motavalli].
Wat gebeurt er als een luchtauto schade oploopt bij een ongeval? Persluchttanks kunnen immers gevaarlijk zijn. Om dit gevaar te verminderen, zijn de luchttanks gemaakt van koolstofvezel en zijn ze ontworpen om te barsten in plaats van te versplinteren bij een crash. Door deze scheur zou de "brandstof" onschadelijk in de omringende lucht kunnen ontsnappen. Fabrikanten vreesden dat lucht die uit het ene uiteinde van de tank ontsnapt, een raketachtig effect zou kunnen hebben en de auto op een luchtstraal zou voortstuwen. De klep op de brandstoftanks van de auto's is aan de zijkant geplaatst om dit effect te minimaliseren.
Ondanks deze voorzorgsmaatregelen bestaat er enige bezorgdheid dat de lichtgewicht constructie van de luchtauto's het voor hen moeilijk zou kunnen maken om aan de strenge Amerikaanse veiligheidseisen te voldoen en dat dit de komst van luchtauto's op de Amerikaanse markt zou kunnen tegenhouden. Er zijn ook andere factoren op de voorgrond getreden, en daarover zullen we later meer te weten komen.
Het Indiase Tata Motors zal de komende jaren waarschijnlijk de eerste luchtauto op de markt produceren. De luchtauto van Tata Motors zal ook de CAE-motor gebruiken. Hoewel Tata in augustus 2008 aankondigde dat ze nog niet helemaal klaar waren om hun luchtauto's voor massaproductie uit te rollen, is Zero Pollution Motors nog steeds van plan om een soortgelijk voertuig in de Verenigde Staten te produceren. Deze auto's, gezamenlijk bekend als de FlowAIR, kosten ongeveer $ 17.800. Het bedrijf, gevestigd in New Paltz, NY, zegt dat het medio 2009 reserveringen zal aannemen voor voertuigleveringen in 2010. Het bedrijf is van plan in het eerste jaar van productie 10.000 luchtauto's uit te rollen [bron:Max]. MDI heeft onlangs ook de door een joystick aangedreven AirPod onthuld, de nieuwste toevoeging aan zijn luchtautoarsenaal. Hoewel de AirPod een topsnelheid van slechts 70 mph haalt, is hij ook extreem licht en genereert hij geen uitstoot.
Grote autofabrikanten kijken met belangstelling naar de markt voor luchtauto's. Als de eerste modellen bij de consument aanslaan, zullen ze waarschijnlijk hun eigen luchtautomodellen ontwikkelen. Op dit moment zijn enkele kleinere bedrijven van plan om in het kielzog van de op MDI gebaseerde voertuigen luchtauto's op de markt te brengen. Deze omvatten:
In eerste instantie zullen de MDI-auto's de enige luchtvoertuigen op de markt zijn. Naar verluidt heeft MDI de technologie echter in licentie gegeven aan fabrikanten in een tiental verschillende landen, dus binnenkort zouden luchtauto's over de hele wereld beschikbaar moeten zijn.
