Wasserstoffauto

So funktioniert eine Brennstoffzelle: Energie aus Wasser und Luft

In den Tanks im Brennstoffzellenauto befindet sich ausschließlich Wasserstoff. Für den Fahrzeugantrieb wird dieser in die Brennstoffzelle geleitet, zusammen mit Luft, die durch die Lufteinlässe ins Innere des Fahrzeugs gelangt. In der Zelle reagieren Sauerstoff und Wasserstoff miteinander. Bei dieser chemischen Reaktion entsteht elektrische Energie, die den Elektromotor antreibt. Aus dem Auspuff kommt ausschließlich Wasserdampf als Produkt der Reaktion von Wasserstoff und Sauerstoff.

Der Tankvorgang beim Wasserstoffauto

Der Tankvorgang bei einem Wasserstoffauto unterscheidet sich nicht wesentlich von dem eines Benziners oder Diesels. Getankt wird an einer Zapfsäule, innerhalb von etwa 3 Minuten ist der Tank voll. Dabei kommen spezielle Tankstutzen zum Einsatz, die besonders dicht abschließen, sodass kein Wasserstoff entweichen kann. Wäre das der Fall, würde der Tankvorgang nicht starten. Der Treibstoff wird mit einem Druck von 700 bar in das Fahrzeug gepresst.

Sicherheitssensoren überprüfen die Temperatur beim Tankvorgang, damit es nicht zu einer Überhitzung kommt. Szenarien wie das Losfahren mit dem Zapfschlauch am Fahrzeug sind ebenfalls nicht möglich: Sensoren sorgen dafür, dass der Fahrer das Fahrzeug nur starten kann, wenn er den Schlauch entfernt und den Tankdeckel geschlossen hat.

Wasserstoff – der Energieträger der Zukunft?

Wasserstoff kann auf unterschiedliche Weise erzeugt werden, bei einigen chemischen Prozessen entsteht er sogar automatisch als Nebenprodukt. Grundsätzlich ist er praktisch unbegrenzt verfügbar. Zudem gibt es verschiedene Möglichkeiten, ihn umweltfreundlich zu produzieren. Ein weiterer Vorteil ist, dass Wasserstoff gut gespeichert und transportiert werden kann. Es ist also durchaus denkbar, dass Wasserstoff in Zukunft nicht nur beim Antrieb von Fahrzeugen eine wichtige Rolle spielt, sondern als Energieträger in vielen Bereichen zum Einsatz kommt.

Wie sicher ist ein Tank voll Wasserstoff?

Manche begegnen Wasserstoff mit Vorsicht, weil sie sich noch an die Knallgasprobe im Chemieunterricht erinnern und das Element als explosiv kennengelernt haben. Das Risiko einer Explosion bei einem Unfall mit einem Wasserstoffauto ist jedoch sehr gering. Die Tanks sind so stabil und sicher konstruiert, dass sie auch großer Krafteinwirkung standhalten. Studien haben zudem gezeigt, dass bei einem Leck im Tank der Wasserstoff sehr schnell verpufft und sich verflüchtigt. Eine Benzinlache stellt unter dem Unfallwagen eine weit größere Gefahr dar. Aufgrund der hohen Sicherheitsvorkehrungen sind Wasserstoffautos deutlich sicherer als die meisten Fahrzeuge mit Verbrennungsmotor.

Vorteile von Wasserstoffautos

• Die Reichweite ist mit aktuell etwa 600 Kilometern recht groß.
• Der Tankvorgang dauert nur circa 3 Minuten.
• Die Wasserstofftanks sind äußerst sicher konstruiert, auch bei Unfällen besteht keine erhöhte Gefahr.
• Während der Fahrt ist ein Wasserstoffauto komplett emissionsfrei.
• Aufgrund des Elektromotors sind Wasserstoffautos äußerst leise im Betrieb.

Nachteile von Wasserstoffautos

• Der Preis eines Wasserstoffautos ist aktuell noch sehr hoch.
• Umweltschonend oder gar klimaneutral ist ein Wasserstoffauto nur dann, wenn die Herstellung der Fahrzeuge und des Wasserstoffs ausschließlich mit erneuerbaren Energien erfolgt.
• Die geringe Anzahl an Tankstellen erschwert trotz der Reichweite längere Fahrten.
• Der Tank nimmt relativ viel Platz im Auto ein, weswegen die Größe des Kofferraums beschränkt ist.

Wasserstoffautos: Serienreife nach jahrelanger Forschung

Bereits seit Jahrzehnten wird an Brennstoffzellenfahrzeugen geforscht. Honda, Hyundai und Toyota waren die ersten Autobauer, die Wasserstoffautos zumindest in Kleinserie auf den Markt brachten. Bei Nutzfahrzeugen wie Bussen kommt die Technologie bereits seit längerem erfolgreich zum Einsatz. Der große Vorteil sind hier die vorhersehbaren Fahrtstrecken. Die Forschung wird stetig vorangetrieben und es sind bereits die ersten Modelle mit einer Reichweite von 800 Kilometern angekündigt. Zudem hat die Politik das Ziel ausgegeben, bis 2023 in Deutschland etwa 400 Wasserstofftankstellen zu bauen, damit Wasserstoffautos noch alltagstauglicher werden.

Große Automobilhersteller wie Toyota, BMW, Hyundai und VW sowie Shell forschen gemeinsam in der CEP (Clean Energy Partnership) nach weiteren Verbesserungen der Technik. Ein Forschungsziel ist beispielsweise, eine Alternative zum Platin zu finden, das in den Brennstoffzellen als Katalysator enthalten ist. Denn das teure Edelmetall ist ein Faktor, der den Preis für ein Wasserstoffauto in die Höhe treibt. Zudem soll der gesamte Herstellungsprozess umweltfreundlicher und emissionsärmer werden, Recycling eine größere Rolle spielen und der Wasserverbrauch optimiert werden – damit das Ziel vom klimaneutralen Pkw irgendwann erreicht wird.