Die Brennstoffzelle

Die Energiequelle für einen Elektromotor

Brennstoffzelle

Die Brennstoffzelle nutzt chemische Vorgänge um daraus Energie zu gewinnen.
Dabei wird kontrolliert Wasserstoff mit Sauerstoff zusammengebracht und es entsteht Wasser. Es werden als Energie elektrische Energie (Strom) und Wärmeenergie frei.
Die elektrische Energie wird z.B. genutzt, um einen Motor anzutreiben.

Der elektrische Fahrzeugantrieb ist in vielen Gesichtspunkten dem konventionellen Verbrennungsmotor überlegen. Außerdem oder gerade deswegen sind die Wärmeverluste beim Elektromotor deutlich geringer. Elektromotoren sind leise, in der Leistung sehr einfach abstufbar und verhältnismäßig klein und leicht.

Das größte Problem für Elektroautos war bisher die Speicherung von elektrischer Energie. Zum einen sind die konventionellen Batterien sehr schwer und ihre Ladekapazität reicht lediglich für Stadtfahrten in einem Umkreis von ca. 50 km.

Es liegt daher der Gedanke nahe, die zum Antrieb notwendige Energie nicht direkt in Form von elektrischer Energie zu speichern, sondern wie beim herkömmlichen Kfz auf flüssige Energieträger zurückzugreifen.
Eine Lösung dafür ist die Brennstoffzelle.

Der Hauptvorteil der Brennstoffzellentechnik liegt darin, daß man die notwendige Energie als elektrischen Strom aus der Wasserstoffoxidation gewinnt und nicht wie in der normalen Verbrennung aus der Kohlenstoffoxidation. Auf diese Weise werden jegliche CO2-Emissionen vermieden. Außerdem hat die 'kalte' Verbrennung in einer Brennstoffzelle erheblich kleinere Wärmeverluste, als ein gängiger Verbrennungsmotor. Die Betriebstemperaturen einer Brennstoffzelle liegen bei ca. 80 Grad.

Das Problem bei der Verwendung von reinem Wasserstoff als Energieträger ist die Lagerung. So muss relativ großer Aufwand getrieben werden, um den Wasserstoff flüssig und genügend sicher transportieren zu können. Eines der ersten Projekte auf diesem Gebiet ist das NECAR3, das keine Pufferbatterien zur Stromspeicherung braucht. Beim Tritt auf das Gaspedal stellt das System innerhalb von zwei Sekunden rund 90 Prozent der maximalen Brennstoffzellenleistung (ca. 50 kW) zur Verfügung. Damit erreicht der Brennstoffzellen-Wagen die Antriebsdynamik eines Automobils mit herkömmlichem Benzin- oder Dieselmotor. Mit einer Tankfüllung von 40 Litern hat der Wagen eine Reichweite von ca. 400 Kilometern.

Die Entwicklung ging sehr rasch vor sich. Noch 1994 füllte die zur Energiewandlung eingesetzte Brennstoffzelle den Ladebereich eines 3,5 t-Kleintransporters (NECAR1), 1996 fand das Konzept bereits Platz in einer koffergroßen Kiste plus einem Dachkoffer für die Wasserstoffstanks in einem Kleinbus.
Heute reicht der Platz unterhalb der Fahrgastzelle der A-Klasse.