Automobilindustrie: Brennstoffzellenautos mit Wasserstoff

Automobilindustrie: Brennstoffzellenautos mit Wasserstoff

Wasserstoff in der Automobilindustrie

Eine klimafreundliche und nachhaltige Alternative zu den klassischen Verbrennungsmotoren stellt das Brennstoffzellenauto mit Wasserstoff dar. Diese Fahrzeuge gelten lokal als emissionsfrei, jedoch befindet sich zum jetzigen Zeitpunkt nur eine geringe Anzahl an Wasserstoffautos auf dem Markt. Dies liegt sowohl an den Preisen, die für diese Fahrzeuge aufgerufen werden, als auch für das dünne Wasserstofftankstellennetz. Bei den innovativen Fortbewegungsmitteln handelt es sich im Kern um Elektrofahrzeuge. Der größte Unterschied, im Vergleich zu einem bereits weitverbreiteten Elektroauto, liegt in der Antriebsart. Brennstoffzellenautos mit Wasserstoff verfügen über eine Brennstoffzelle samt Wasserstofftank. Diese Brennstoffzelle erzeugt Strom, welcher für den Antrieb essenziell ist. Doch wie sieht die Zukunft der Wasserstofffahrzeuge innerhalb der Automobilbranche aus?

Die Funktionsweise eines Brennstoffzellenautos

Wie bereits erwähnt, weist ein Brennstoffzellenauto sowohl eine Brennstoffzelle als auch einen Wasserstofftank auf. Ebenfalls verbaut ist eine kleine Batterie, welche als Zwischenspeicher fungiert. Dieser Zwischenspeicher ermöglicht es, Lastspitzen, die unter anderem beim Beschleunigen entstehen, aufzufangen. Des Weiteren wird die Energie, welche während eines Bremsvorganges entsteht, von der Batterie aufgenommen und gespeichert. Im Kern wird bei einem Brennstoffzellenauto innerhalb der Brennstoffzelle Strom aus dem Wasserstoff generiert. Dies geschieht, indem Luftsauerstoff sowie Wasserstoff zu Wasser reagieren. Durch diesen Prozess wird elektrische Energie und Wärme erzeugt. Die elektrische Energie betreibt den Elektromotor.

Das Wasserstofftankstellennetz

Wasserstofftankstellen sind heutzutage hierzulande rar gesät. Nach derzeitigem Erkenntnisstand wird in Deutschland an rund 100 Tankstellen Wasserstoff angeboten. Im Vergleich zu den umliegenden Nachbarländern ist dies jedoch eine beachtliche Anzahl. Warum der Ausbau der Infrastruktur aber dennoch auf sich warten lässt, hat verschiedene Gründe. Um H2 an Tankstellen anbieten zu können, müssen die Tankstellen den Wasserstoff verdichten. Dies funktioniert ausschließlich durch spezielle Kompressoranlagen. Der Wasserstoff muss komprimiert werden, da er andernfalls einen zu hohen Energiegehalt hätte. Der erhöhte Gehalt bezieht sich dabei auf das Gesamtgewicht der Ressource. Der atmosphärische Zustand liegt bei 90 g/m³ und ist dadurch gering. Für Brennstoffzellenautos mit Wasserstoff ist dieser nur nutzbar, wenn eine Komprimierung der Energiedichte erfolgt.

Um den Ausbau von Wasserstofftankstellen voranzutreiben, wurden im Jahr 2020 entsprechende finanzielle Mittel seitens der nationalen Wasserstoffstrategie verabschiedet. Neben den finanziellen Mitteln haben aber weitere Faktoren Einfluss auf den Infrastrukturausbau. Dazu gehören unter anderem Mercedes GLC F-Cell.

Die Automobilindustrie steht dieser alternativen Antriebsart aber durchweg positiv gegenüber, wenn auch die ersten Versuche zaghaft ausfallen und der Wasserstoffantrieb mit einigen Nachteilen einhergeht. Der Stellantis-Konzern, wozu Opel, Citroën und Peugeot gehören, investiert in die Entwicklung eines Transporters mit Brennstoffzelle. Verhältnismäßig bedeckt hält sich hingegen der Volkswagenkonzern, zu dem Fahrzeugmarken wie Skoda, Audi oder SEAT zählen. Ob sich Brennstoffzellenfahrzeuge mit Wasserstoff in der Zukunft durchsetzen werden, bleibt abzuwarten. Aktuell befindet sich die Automobilindustrie in den Anfängen.