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Wasserstoffautos – Die Technik der emissionsfreien Antriebsweise

Brennstoffzellen, wie sie in Wasserstoffautos eingesetzt werden, benötigen für ihren Betrieb Wasserstoff. Gasförmig oder flüssig wird der Kraftstoff dann in Tanks innerhalb des Fahrzeuges transportiert. Obwohl Wasserstoff hoch explosiv ist, entstehen laut Herstellerangaben keine größeren Gefahren für den Fahrer, denn die Wahrscheinlichkeit, dass es bei einem Unfall zur Explosion kommt, sei gering.
Die notwendige Energie zum Fahren wird durch eine Brennstoffzelle im Inneren des Autos erzeugt. Sie wandelt die chemische Reaktion von Wasserstoff und Sauerstoff in elektrische Energie um. Das hat den Vorteil, dass keinerlei Emissionen entstehen – das einzige Verbrennungsprodukt, welches entsteht, ist Wasserdampf. Über einen Elektromotor wird die elektrische Energie dann in kinetische Energie umgesetzt – das Auto fährt. Während der Fahrt lädt die Brennstoffzelle die Fahrbatterie des Autos auf, sodass eine höhere Reichweite erzielt wird.
Für die Verwendung von Wasserstoff als Energielieferant gibt es zwei Möglichkeiten: Wie bei den klassischen Verbrennungsmotoren wird im Kolben der Treibstoff (in diesem Fall Wasserstoff) verbrannt. Dies führt allerdings trotzdem zu giftigen Emissionen. Die zweite Methode, die sogenannte kalte Verbrennung, ist die heutige Brennstoffzelle. Das Prinzip der Brennstoffzelle ist dabei relativ einfach – auf beiden Seiten einer Kühlstoffmembran strömen Wasserstoff und Sauer
stoff. Der Sauerstoff, der für die kalte Verbrennung in der Brennstoffzelle benötigt wird, wird aus der Umgebungsluft gezogen, die dann in das Auto geleitet wird. Die Membran zwischen den beiden Molekülen ist nur für Protonen durchlässig. Wasserstoffatome, die zum Sauerstoff gelangen wollen, lassen an einer Elektrode ihre Elektronen zurück. Diese müssen über elektrische Leitungen jetzt einen Elektromotor antreiben. Wenn die Elektronen, Protonen und der Sauerstoff am Ende wieder vereint sind, entsteht ein ganz und gar harmloses Nebenprodukt: Wasser.
Durch die unerschöpflichen Vorkommen von Wasserstoff ist eine Energieversorgung – anders als bei benzin-betriebenen Fahrzeugen – auch auf lange Sicht gewährleistet.
Zudem liegt der Wirkungsgrad von Wasserstoffmotoren bei 45 Prozent, Benzinmotoren können da mit nur 25 Prozent nicht mithalten.
Mit einem ungefähren Verbrauch von 1kg Wasserstoff auf 100 km beträgt die Reichweite des Toyota Mirai etwa 500 Kilometer. Der große Vorteil ist die Dauer des Tankens – es benötigt genau so viel Zeit wie das übliche Volltanken mit Benzin.
Probleme, wie das Abdampfen des Wasserstoffs bei längeren Parkpausen, die bei den ersten Versuchsmodellen auftauchten, wurden mittlerweile behoben.
Das eigentliche Problem für die Wasserstoffautos: Bislang ist noch keine flächendeckende Versorgung mit Wasser
stoff möglich. Maximal 50 Tankstellen in Deutschland bieten den umweltfreundlichen Treibstoff an, bei der momentan geringen Stückzahl von Wasserstoffautos in Europa ist das allerdings auch kein Wunder. Leider ist das ein HenneEi-Problem – namhafte Hersteller wie Honda bieten ihre Wasserstoffautos teilweise nur in den USA oder Asien an, wo die Versorgung durch Wasserstofftankstellen gesichert ist.
Das erste Wasserstoffauto war dabei nicht – wie Toyota behauptet – der Toyota Mirai, sondern der Hyundai ix35 FuelCell. Er wurde bereits 2013 als Leasingauto angeboten, seit Mai 2015 wird er regulär in Deutschland verkauft. Das SUV kostet rund 13.000 Euro weniger als der Toyota, der mit seinen knapp 79.000 Euro wahrlich kein Schnäppchen ist.
Anders verhält es sich in den USA – in Kalifornien kostet der Toyota Mirai 57.500 Dollar (rund 46.000 Euro) und bietet den Vorteil, dass der Käufer mit bis zu 14.000 Dollar Subventionen kalkulieren kann. Getankt wird hier an 100 Tankstellen kostenlos und auch die Garantie von acht Jahren auf die Wasserstoffkomponenten ist im Gegensatz zu der dreijährigen Garantiezeit in Europa erheblich attraktiver.

Addendum:

Informationsvideos zum ix35 , Quelle Hyundai

https://youtu.be/mjQOsJR-OEk?list=PLbV5znyOihRLnZ7F4YBiw42xclNU2Ktmx

 

Einen Praxistest gibt es der aktuellen Ausgabe vom green car magazine.

green car magazine - Ausgabe Juni / Juli 2016

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N. Hagedorn
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