Jarenlang is de milieu-impact van dieselauto’s een punt van zorg geweest. De vervuiling die door deze voertuigen wordt veroorzaakt, heeft veel regeringen ertoe aangezet beperkingen in te voeren en het gebruik van schonere technologieën, zoals elektrische auto’s, te stimuleren. De overgang naar volledig elektrische mobiliteit is echter een complex proces dat een adequate infrastructuur, efficiëntere batterijen en een duurzame productie vereist. Tegen deze achtergrond duikt er een onverwachte oplossing op die de spelregels zou kunnen veranderen: een eenvoudige aanpassing in de software van dieselvoertuigen zou ervoor zorgen dat deze op biobrandstoffen en andere schonere energiebronnen kunnen rijden.
Deze doorbraak, ontwikkeld door onderzoeker Carrie Hall van het Illinois Institute of Technology in Chicago, belooft een revolutie in de transportsector. Dankzij een systeem op basis van kunstmatige intelligentie en vereenvoudigde computermodellen kunnen dieselmotoren zich automatisch aanpassen aan verschillende brandstoffen zonder dat dit ten koste gaat van hun efficiëntie. In plaats van uitsluitend afhankelijk te zijn van conventionele diesel, zouden automobilisten met een eenvoudige software-update kunnen kiezen voor milieuvriendelijkere alternatieven.
Hoe dieselauto’s milieuvriendelijk te maken
Verbrandingsmotoren zijn ontworpen om te werken met een specifiek type brandstof, namelijk benzine of diesel. Terwijl benzine een vonk nodig heeft om te ontbranden en een gecontroleerde verbranding te genereren, ontbrandt diesel door de hoge druk waaraan hij in de cilinder wordt blootgesteld. Dit verschil is cruciaal, want als je een dieselmotor met een ander type brandstof laat draaien zonder de programmering aan te passen, kan dat leiden tot verbrandingsproblemen, efficiëntieverlies en zelfs mechanische schade.
Om een dieselmotor te laten draaien op andere brandstoffen, is het essentieel om het exacte moment te kennen waarop de verbranding in de cilinders plaatsvindt. Zonder deze realtime informatie kan het systeem de brandstofinjectie niet correct afstellen en de motorprestaties niet optimaliseren. Tot nu toe was de enige manier om deze aanpassing te realiseren dure en complexe mechanische aanpassingen. Het werk van Carrie Hall heeft echter aangetoond dat een andere, op software gebaseerde aanpak dit probleem kan oplossen zonder dat er onderdelen van de motor hoeven te worden vervangen.
Sensoren en kunstmatige intelligentie
De sleutel tot de doorbraak van Hall ligt in het slimme gebruik van sensoren die al in moderne voertuigen aanwezig zijn. In plaats van nieuwe apparaten te installeren om te meten wat er in de motor gebeurt, heeft haar team een computermodel ontwikkeld dat de gegevens interpreteert die worden verkregen van sensoren buiten de cilinder. Deze sensoren, die zijn ontworpen om andere aspecten van de motorprestaties te controleren, kunnen voldoende informatie leveren om het gedrag van de brandstof tijdens de verbranding nauwkeurig te bepalen.
Om deze interpretatie te bereiken, hebben Hall en haar team vereenvoudigde vergelijkingen op basis van fysische en chemische principes gecombineerd met kunstmatige neurale netwerken. In tegenstelling tot andere benaderingen die volledig afhankelijk zijn van kunstmatige intelligentie, behoudt dit systeem een evenwicht tussen begrijpelijke wiskundige modellen en algoritmen voor automatisch leren. Op deze manier kunnen ingenieurs de werking van het systeem aanpassen en begrijpen zonder afhankelijk te zijn van een ‘black box’ van kunstmatige intelligentie die onvoorspelbare resultaten zou kunnen opleveren.
Aanpassing aan verschillende brandstoffen
Een van de belangrijkste voordelen van deze aanpak is de flexibiliteit. Omdat de door Hall ontwikkelde technologie is gebaseerd op aanpasbare modellen, kan het gedrag van de motor worden aangepast aan verschillende brandstoffen, waaronder biobrandstoffen en andere milieuvriendelijkere alternatieven. Dit betekent dat bestuurders, in plaats van zich te beperken tot conventionele diesel, kunnen kiezen voor brandstoffen met een lagere CO2-uitstoot zonder dat ze van auto hoeven te veranderen.
Het proces van software-updates is relatief eenvoudig. Fabrikanten zouden deze technologie in hun voertuigen kunnen implementeren via updates op afstand, vergelijkbaar met de manier waarop besturingssystemen van mobiele telefoons worden bijgewerkt. Hierdoor zouden miljoenen dieselauto’s in het verkeer met een minimale investering van de bestuurders kunnen worden omgevormd tot milieuvriendelijkere opties.
Toekomstige toepassingen
Het werk van Hall opent nieuwe mogelijkheden voor dieselauto’s en zou ook kunnen worden toegepast op andere soorten verbrandingsmotoren, waaronder vrachtwagens en industriële machines. De mogelijkheid om conventionele motoren aan te passen aan verschillende brandstoffen zonder mechanische aanpassingen vergroot het potentieel van deze technologie in meerdere sectoren.
Het onderzoek van Carrie Hall toont aan dat software-innovatie een sleutelrol kan spelen bij het verminderen van emissies zonder dat het bestaande wagenpark volledig hoeft te worden vervangen. Door een eenvoudige software-update kunnen miljoenen dieselauto’s milieuvriendelijker worden gemaakt door alternatieve brandstoffen te gebruiken zonder dat dit ten koste gaat van de prestaties.
Hoewel de elektrificatie van het vervoer het langetermijndoel blijft, kunnen technologieën zoals deze een cruciale rol spelen in de overgang naar een duurzamere toekomst. De mogelijkheid om dieselauto’s met een eenvoudige update om te bouwen tot schonere systemen is ongetwijfeld een van de meest veelbelovende innovaties in de strijd tegen klimaatverandering.
