De lancering van de Toyota Mirai – een auto die uitsluitend water uitstoot – is een groot succes. De Fuel Cell Sedan is het resultaat van twee decennia onderzoek en ontwikkeling. Tijd om eens terug te kijken naar 11 brandstofcelauto’s die een cruciale rol hebben gespeeld bij het gereedmaken van dit concept voor de serieproductie. In chronologische volgorde:
De in 1996 onthulde FCEV-1 was de eerste van een reeks Toyota brandstofcelauto’s op basis van de eerste generatie RAV4. Deze was in eerste instantie voorzien van een aluminium opslagtank voor waterstof. De FCEV-2 die in 1997 verscheen, was een doorontwikkeling van dit model. Deze was uitgerust met een omvormer die waterstof uit methanol haalde.
Op basis van de op de Amerikaanse markt leverbare Toyota Highlander, ontwikkelde Toyota de FCHV-3 en FCHV-4. Deze modellen beschikten over brandstofcelunits die 90 kW vermogen leverden – meer dan vier keer zoveel als bij de FCEV-1 – en bovendien voor een topsnelheid van 150 km/u en een actieradius van 250 kilometer zorgden.
De FCHV-4 - in technisch opzicht grotendeels vergelijkbaar met de FCHV-3 - was de eerste brandstofcelauto van Toyota waarmee in Japan op de openbare weg getest mocht worden. Het testwerk begon in juni 2001 en gedurende 3 jaar werden de prestaties van de auto op snelwegen, steile hellingen en andere veeleisende omstandigheden in kaart gebracht.
Later dat jaar werd de FCHV-5 onthuld. De FHCV-5 was nog steeds gebaseerd op de Highlander, maar de Clean Hydrocarbon Fuel (CHF) omvormer - die elektriciteit opwekt uit waterstof op CHF-basis - was voorzien van een nieuw ontwikkelde katalysator, warmtewisselaar en andere componenten ten gunste van een betere acceleratie en een lager verbruik.
De Fine-S beleefde zijn werelddebuut tijdens de North American International Auto Show in 2003. De concept car beschikte over een waterstof-brandstofcel hybridesysteem, dat onder de vloer van de auto was geplaatst voor een laag zwaartepunt. Het vermogen van de auto werd automatisch verdeeld over alle vier de wielen.
De Fine-N werd in 2003 onthuld tijdens de Tokyo Motor Show. De brandstofcelunit was slechts 15 cm hoog en samen met een lithium-ion accu met hoge energiedichtheid, onder de vloer van de auto geplaatst. De brandstofcel in de Fine-N was compacter dan in de Fine-S, wat mogelijk was doordat de waterstof onder een hogere druk werd opgeslagen — 70 megapascal (mpi) oftewel circa 700 atmosfeer. Het systeem zorgde voor een actieradius van 500 km.
De Fine-T concept car werd voor het eerst aan de wereld getoond tijdens de Tokyo Motor Show 2005. Het innovatieve model bood ruwweg evenveel interieurruimte als een Toyota Avensis en dat terwijl hij qua formaat eerder vergelijkbaar was met de Toyota Yaris.
Het besturingssysteem, met vier afzonderlijk draaiende wielen en een grote stuurhoek, zorgde voor een bijzonder kleine draaicirkel die bij een conventionele auto niet gerealiseerd zou kunnen worden. Op onderstaande foto is de werking van het systeem te zien.
De FCHV-adv was in feite een doorontwikkelde versie van de FCHV-5 en het model had een actieradius van 830 kilometer. Dit werd mogelijk gemaakt door de toepassing van hogedruk waterstoftanks.
De FCV-R debuteerde tijdens de 42e Tokyo Motor Show die in 2011 plaatsvond. Het model is 35 mm langer dan de huidige generatie Toyota Avensis, met een totale lengte van 4.745 mm. De brandstofcelunit was wederom kleiner dan bij eerdere FCV’s. De unit is samen met twee waterstoftanks onder de stoelen geplaatst, waardoor de auto een geringe hoogte heeft. Samen zorgden deze waterstoftanks voor een actieradius van circa 700 km. De plaatsing van de tanks en de brandstofcelunit onder de vloer, maakten een maximale interieur- en bagageruimte mogelijk.
Qua uiterlijk leek de FCV concept car sterk op de FCV-R. Dit studiemodel werd onthuld tijdens de 43e Tokyo Motor Show in 2013. Onderhuids waren er ook veel overeenkomsten. Het model was voorzien van een gepatenteerde, compacte en lichtgewicht brandstofcelunit en twee hogedruk waterstoftanks.
De Toyota FC-brandstofcelunit had een vermogensdichtheid van 3 kW/l — meer dan twee keer zoveel als bij het systeem dat werd toegepast in de concept car FCHV-adv— en leverde een maximumvermogen van meer dan 100 kW. Het systeem was tevens voorzien van een zeer efficiënte boost-omvormer.
Visie Toyota over de brandstof van de toekomst