Brennstoffzelle: Der Verbrenner-Ersatz?

Im allgemeinen Hickhack um die Antriebstechnologie der Zukunft hat auch die Brennstoffzelle (Wasserstoff) neuen Auftrieb erhalten. Ihr wird – speziell im Nutzfahrzeugsektor – die grösste Nachhaltigkeit vorausgesagt.

Text/Foto: Erwin Kartnaller

Im Sog der aufgeheizten Klimadebatte ist die Frage nach der umweltfreundlichsten, effizientesten und sinnvollsten Antriebstechnologie für den motorisierten Verkehr regelrecht zum Glaubenskrieg entartet. Es wäre also im Interesse der Sache durchaus angezeigt, die einzelnen Technologien, all ihre Vor- und Nachteile, nüchtern und auf Basis reiner Fakten gegeneinander abzuwägen. Die Brennstoffzelle jedenfalls ist es wert, genauer analysiert zu werden.

Wasserstoff ist nicht neu

Die Brennstoffzellen-Technologie ist keine Erfindung der Neuzeit. Ihre Entwicklung ist in den letzten Jahrzehnten von verschiedenen Automobilherstellern, wenn auch auf einem Nebengeleise, vorangetrieben worden. Speziell im Nutzfahrzeugsektor haben es bereits einige Modelle im praktischen Alltag geschafft, bei Pilotprojekten und Feldversuchen ihre Tauglichkeit unter Beweis zu stellen.

Elektromobilität als «Defibrillator»

Der Hype rund um die Elektromobilität hat nun auch die Brennstoffzellen-Technologie neu befeuert. Und das hat seine guten Gründe: In der Brennstoffzelle wird Wasserstoff (H2) mit Sauerstoff (O2) zusammengeführt, wobei als «Abgas» lediglich Wasser (H2O) entsteht. Die Wasserstoffatome müssen durch eine Membran «schlüpfen». Dabei bleiben die Elektronen «zurück», elektrischer Strom wird generiert. Nicht alle im Wasserstoff enthaltene Energie kann in Strom umgesetzt werden, ein Teil geht als Wärme verloren. Brennstoffzellen müssen deshalb gekühlt werden wie Verbrennungsmotoren auch. Etwa 20% des erzeugten Stroms werden für die Zufuhr von Wasserstoff und Luft (für den darin enthaltenen Sauerstoff) und die Abfuhr des entstehenden Wassers und der Abwärme benötigt. Der in der Brennstoffzelle erzeugte Elektronenfluss liefert Strom, der den Elektromotor antreibt. (Zur Erklärung des chemischen Vorgangs vgl. nachfolgend: https://www.youtube.com/watch?v=CAteA3YQN2E)

Rohstoff-Situation und geopolitische Voraussetzungen

Zur Herstellung von Batterien für Elektrofahrzeuge werden Rohstoffe benötigt. Zur Hauptsache sind dies aktuell noch Lithium und Kobalt. Ihre Vorkommen sind nicht unerschöpflich und teilen sich auf wenige Länder auf. In gewisser Weise entsteht also eine Abhängigkeit, wie sie bereits vom Erdöl her bekannt ist. Aus geopolitischer Sicht kann Wasserstoff also der Batterie im wahrsten Sinne des Wortes das Wasser abgraben. Wasser ist praktisch überall auf der Erde vorhanden. Nicht ohne Grund spricht man vom blauen Planeten.

Reichweite und Tankvorgang

Fahrzeuge, die sich die Brennstoffzellen-Technologie zu Nutzen machen, können mit höheren Reichweiten aufwarten, als selbst modernste, batteriebetriebene Elektrofahrzeuge. Auch die Betankung lässt sich weitaus schneller realisieren und fällt aufgrund der höheren Reichweiten weniger oft an. Der Betankungsvorgang ist vergleichbar mit jenem eines Gasfahrzeuges, und nimmt nur wenig Zeit mehr in Anspruch, als der Füllvorgang bei einem Diesel- oder Benzinfahrzeug.

Fazit: Die Brennstoffzellentechnologie bietet gegenüber anderen alternativen Antriebstechnologien zahlreiche Vorteile. Das macht aktuell besonders interessant, zumal sie auch als «sauber» gilt, wenn …. Doch dazu mehr in unserer Fortsetzung.

 

[Weitergehende Informationen zur H2-Mobilität liefert auch nachfolgendes Video des Bundesamtes für Energie BFE: https://www.youtube.com/watch?v=Egcu17hOgNo]