Wasserstoff statt Diesel: SwRI entwickelt neuen Turbomotor für Nutzfahrzeuge
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Ein mehrzylindriger Wasserstoff-Verbrennungsmotor für den Einsatz in Nutzfahrzeugen.
Das Southwest Research Institute (SwRI) in San Antonio hat einen mehrzylindrigen Wasserstoff-Verbrennungsmotor für mittelschwere Nutzfahrzeuge vorgestellt. Das Aggregat verbrennt den Kraftstoff direkt im Zylinder, während ein Turbolader für ein Drehmoment auf Diesel-Niveau sorgen soll.
Durch die direkte Verbrennung kommt das System ohne schwere Traktionsbatterien aus. Am Endrohr stößt der Antrieb laut Entwicklern nahezu kein CO₂ aus, konkrete Verbrauchs- und Leistungsdaten nannte das Institut bislang jedoch nicht.
Direkte Verbrennung statt Brennstoffzelle
Im Gegensatz zu Brennstoffzellen-Lkw, bei denen Wasserstoff zunächst Strom für einen Elektromotor erzeugt, arbeitet das SwRI-Aggregat als klassischer Verbrennungsmotor. Zündkerzen entflammen ein Wasserstoff-Luft-Gemisch, das die Kolben und die Kurbelwelle direkt antreibt.
Die zweijährige Entwicklung erfolgte zusammen mit einem Industriepartner und mehreren Zulieferern. Die Brennraumgeometrie des Mehrzylindermotors basierte ursprünglich auf einem Benzinmotor und wurde für den Wasserstoffbetrieb angepasst.
Der Motor ist so dimensioniert, dass er in bestehende Fahrgestelle mittelschwerer Lkw integriert werden kann. Fahrzeughersteller könnten dadurch große Teile ihrer vorhandenen Fertigungsanlagen für Verbrennungsmotoren weiternutzen.
Besondere Anforderungen an Ladedruck und Gemisch
Wasserstoff reagiert extrem zündfreudig und brennt deutlich schneller ab als herkömmliche Kraftstoffe. Das Entwicklungsteam modifizierte daher die Ansaugkanäle, vergrößerte die Einlassventile und integrierte spezielle Injektoren zur präzisen Kraftstoffdosierung samt eigener Motorsteuerung.
Verbrennungsdynamik und Ladedruck
Der Turbolader presst zusätzliche Luft in den Brennraum, um mehr Wasserstoff umzusetzen und das im Lastverkehr notwendige Drehmoment zu generieren. Gleichzeitig muss die Steuerung eine unkontrollierte Vorentflammung an heißen Stellen im Zylinder verhindern.
Aussagen zur thermischen Dauerhaltbarkeit oder zur Lebensdauer des Aggregats unter realen Betriebsbedingungen machte das Forschungsinstitut nicht.
Offene Leistungsdaten und bestehende Serienmodelle
Konkrete Kennwerte zu PS, Newtonmetern oder dem spezifischen Kraftstoffverbrauch stehen noch aus. Ebenso fehlen Angaben zu realen Straßentests oder konkreten Serienplänen mit Fahrzeugherstellern.
Die Technologie an sich ist im Nutzfahrzeugsektor bereits im Praxiseinsatz. MAN lieferte 2025 erste Modelle des hTGX mit Wasserstoff-Verbrennungsmotor aus, die 520 PS sowie 2.500 Newtonmeter Drehmoment bieten und mit 56 Kilogramm Wasserstoff rund 600 Kilometer Reichweite erzielen.
Emissionsbilanz und Stickoxid-Problematik
Weil Wasserstoff keinen Kohlenstoff enthält, entsteht bei der Verbrennung selbst kein Kohlendioxid. Minimale CO₂-Spuren im Abgas stammen lediglich aus der Ansaugluft und verbranntem Motoröl.
Bedingt durch die hohen Prozesstemperaturen entstehen im Motor jedoch Stickoxide (NOx), was eine Abgasnachbehandlung zwingend erforderlich macht. Zudem hängt der tatsächliche Klimavorteil von der Erzeugung ab: Laut Internationaler Energieagentur stammte 2024 weniger als ein Prozent des weltweit verfügbaren Wasserstoffs aus emissionsarmen Quellen.