Een Nederlandse sterrenkundige ontwierp al in 1673 een verbrandingsmotor, maar hij kreeg de krachtbron nooit goed aan de gang. Dat kwam omdat hij koos voor buskruit als brandstof in plaats van benzine of diesel. Maar is een motor op buskruit echt een slecht idee?

De Nederlander die de eerste verbrandingsmotor ontwierp, was de geleerde Christiaan Huygens. Hij wordt beschouwd als een van de grootste uitvinders van Nederland en ontwierp onder meer de slingerklok.

In 1673 dacht Huygens na over een radicaal alternatief: het benutten van een explosie als energiebron. Zijn plan om buskruit te gebruiken om een zuiger in beweging te brengen, geldt tegenwoordig als een van de vroegste voorlopers van de verbrandingsmotor.

Het concept was even simpel als gedurfd. Onderaan een verticale cilinder met een zuiger werd een kleine hoeveelheid buskruit ontstoken. De explosie joeg hete gassen omhoog en blies via kleppen de lucht uit de cilinder. Zodra de gassen waren ontsnapt en de temperatuur daalde, ontstond binnenin een gedeeltelijk vacuüm. Daarna deed niet de explosie, maar de buitenlucht het zware werk: de atmosferische druk drukte de zuiger naar beneden, waarna het proces werd herhaald.

Via touwen en katrollen kon die beweging worden gebruikt om zware gewichten op te tillen. Hoewel Huygens het idee al in 1673 op papier zette, volgden de eerste demonstraties pas jaren later, rond 1680 tot 1682.

De proeven maakten indruk. Met slechts een kleine hoeveelheid buskruit, ongeveer 1,5 gram, kon een gewicht van honderden kilo’s worden verplaatst. Voor tijdgenoten was dat een verbluffend bewijs van de kracht van luchtdruk en vacuüm.

Toch bleek de uitvinding in de praktijk weinig toekomst te hebben. Het afdichten van de zuiger was technisch zeer lastig, waardoor het vacuüm niet goed behouden bleef. Ook waren de explosies moeilijk te controleren en was het systeem niet betrouwbaar genoeg voor dagelijks gebruik, waardoor Huygens zijn onderzoek uiteindelijk staakte. Hoewel de buskruitmotor geen succes werd, wordt het gezien als een van de eerste stappen in de ontwikkeling van de verbrandingsmotor.

Maar is het echt onmogelijk om een motor op buskruit te laten lopen? Met moderne technieken is er veel meer mogelijk dan in de zeventiende eeuw. In 2006 probeerden de makers van het populaire tv-programma MythBusters een buskruitmotor te bouwen, maar zonder succes, zo schrijft website Jalopnik.

Een jaar later slaagde werktuigbouwkundig ingenieur Charlie Macklin er wél in om een kleine stoommachine op buskruit te laten draaien. Volgens Macklin lag het geheim in het gebruik van zelfgemaakt buskruit in grote brokken. Die zouden, net als een fakkel langs de weg, langer en gelijkmatiger branden. De uitlaatgassen van die gecontroleerde verbranding dreven vervolgens zijn stoommachine aan.

Het idee van een buskruitmotor spreekt tot de verbeelding. Buskruit is relatief goedkoop, krachtig en explosief – precies wat je nodig hebt om een zuiger in beweging te krijgen. In 1981 kreeg uitvinder Samuel D. Williams zelfs een patent op een verbrandingsmotor die werkte op buskruit. Toch blijkt het in de praktijk weinig zinvol.

Buskruit levert namelijk veel minder energie per kilo dan moderne brandstoffen. Waar benzine en diesel rond de 45 à 46 megajoule per kilogram leveren, blijft buskruit steken op ongeveer 3 megajoule per kilogram. Dat betekent dat je bij langzame verbranding simpelweg te weinig vermogen opwekt om een bruikbare motor aan te drijven.

Wie het buskruit fijner maalt en in grotere hoeveelheden in een verbrandingskamer stopt, krijgt juist het tegenovergestelde probleem: een extreem explosieve reactie die nauwelijks te controleren is. Zoals ook bij de test van MythBusters bleek, kan dat funest zijn voor de motor.

Daar komt nog bij dat buskruit lastig in gebruik is. Het is zeer ontvlambaar en daardoor moeilijk veilig te produceren en op te slaan. Bovendien is het hygroscopisch: het trekt vocht uit de lucht aan, wat de verbrandingssnelheid sterk kan beïnvloeden. Dat maakt langdurige opslag extra ingewikkeld, omdat het luchtdicht bewaard moet worden.

De conclusie is duidelijk: een buskruitmotor is een interessant stukje techniekgeschiedenis en leuk als experiment. Maar praktisch gezien is het gevaarlijk, inefficiënt en veel omslachtiger dan traditionele brandstoffen als benzine of diesel. Wie wil sleutelen aan een zelfgebouwde motor, kan dus beter kiezen voor bewezen brandstoffen – dat scheelt een hoop gedoe en mogelijk ook een paar vingers.