Brennstoffzellenauto:

das Auto der Zukunft!

Wasserstoffautos sind ausgesprochen umweltfreundlich und gleichzeitig praktikabel im Alltag.
Der Mirai mit Brennstoffzellentechnologie: Bei Toyota in Serie erhältlich.

Dieselgate und Klimawandel:
Die Zeit der Brennstoffzelle ist gekommen.


Der Klimawandel wird immer deutlicher spürbar: abschmelzende Gletscher in den Gebirgsketten und der Eisschilde in der Arktis und Antarktis lässt den Meeresspiegel ansteigen. Starkregen und Dürren treten immer häufiger auf und haben zerstörende Auswirkungen. Und auch die Luftqualität verschlechtert sich zunehmend.

Nicht zuletzt aufgrund der aktuellen Diskussion rund um den Diesel und die Überschreitung der Grenzwerte für Stickoxide insbesondere in den Städten, wird die Frage immer lauter: Was können wir dagegen tun? Die Suche nach alternativen Antrieben und Kraftstoffen nimmt zu und der Fokus der Automobilherstellers liegt immer stärker auf der Entwicklung ganzheitlicher, nachhaltiger Automobilkonzepte – mit Antrieben, die im besten Fall sogar ohne jegliche Schadstoffemissionen auskommen.

Wasserstoff betriebene Fahrzeuge sind einer der umweltfreundlichen Lösungsansätze, denn sie stoßen als Abfallprodukt nur Wasser aus – eine gute Voraussetzung also, um das Auto der Zukunft zu werden.

Wie funktioniert ein Brennstoffzellenauto?

Wasserstoff ist nahezu unbegrenzt verfügbar und lässt sich aus einer Vielzahl natürlicher Ausgangsstoffe und sogar aus Abfällen herstellen, was ihn zu einem optimalen Energieträger macht. Für seine Gewinnung aus Wasser lassen sich auch regenerative Energiequellen nutzen. Darüber hinaus lässt sich Wasserstoff vergleichsweise leicht speichern sowie transportieren und gehört so zu einem der wichtigsten Energieträgern der Zukunft.

Der Wasserstoff wird in zwei speziell entwickelten Tanks unter dem Fahrzeuginnenraum gespeichert. Zum Antrieb des Autos wird der Wasserstoff in die Brennstoffzelle geleitet und reagiert dort mit dem Sauerstoff, der durch die großen Lufteinlässe in den Verdichter gelangt. Durch diese chemische Reaktion entsteht die Elektrizität, die den Elektromotor antreibt. Zusätzlich wird in einer Hochvolt-Batterie die Bremsenergie gespeichert und als Unterstützung z.B. bei Überholmanövern eingesetzt.

Alles, was der Mirai ausstößt, ist reiner Wasserdampf.

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Brennstoffzellenautos sind sicher.



Auch wenn Wasserstoff hochentzündlich ist, besteht bei einem Unfall keine erhöhte Gefahr. Vielmehr sind wasserstoffbetriebene Fahrzeuge sicherer als konventionelle Benziner. Denn Wasserstoff explodiert nicht, wie ein Test der Universität Miami gezeigt hat. Nachdem die Wissenschaftler einem Benzintank sowie einem Wasserstofftank ein Leck zugefügt hatten, setzten sie die Fahrzeuge in Brand. Am Wasserstofftank entstand zwar eine Stichflamme – diese verpuffte jedoch komplett nach oben und erlosch sehr schnell. Der Großteil des Autos blieb unbeschadet. Denn Wasserstoff verflüchtigt sich rasch und die Fahrzeugkabine ist zudem gegen austretenden Wasserstoff gesichert. Der Benziner hingegen brannte vollständig aus.

Ein Leck am Wasserstofftank ist zudem sehr unwahrscheinlich. Und selbst wenn ein Leck auftreten sollte, erkennen die Sensoren den austretenden Wasserstoff und das Fahrzeug wird automatisch abgeschaltet. Sämtliche Sicherheitsventile werden geschlossen und auch gegen Beschädigungen bei einem Unfall ist der Tank durch seine Platzierung in der Mitte des Fahrzeugs gut geschützt.. Der Wasserstofftank besteht aus einer laminierten Kohle-/Glasfaserverbundstoff mit einem Kunststoffkern. Dadurch werden selbst kleinste Beschädigungen nach einem Auffahrunfall sofort sichtbar. Der Wasserstofftank ist sowohl gegen Druck von innen und außen als auch gegen Feuer überaus widerstandsfähig.

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Intelligentes Sicherheitssystem beim Tankvorgang.

Beim Tanken von Benzin oder Diesel kann unter Umständen schon mal etwas daneben tropfen. Und wie sieht der Tankvorgang mit Wasserstoff aus? Während des Tankvorgangs sorgen verschiedene Schutzmaßnahmen für maximale Sicherheit. So verfügt das Zapfventil am Zapfsäulenschlauch über eine mechanische Sicherung, die eine optimale Kopplung mit dem Einfüllstutzen des Fahrzeugs garantiert.

Mit Hilfe von Druckimpulsen werden zudem mögliche Lecks im System zwischen Zapfsäule und Fahrzeug identifiziert. Bei einem Leck wird der Tankvorgang sofort abgebrochen. Und erst wenn die mechanische Sicherung ordnungsgemäß einrastet, beginnt der Tankvorgang.

Dazu kommt eine genaue Füllmengensteuerung, die die Temperatur beim Tankvorgang kontrolliert. Temperatursensoren in den Wasserstofftanks des Fahrzeugs sowie an Zapfventil und Pumpe kommunizieren kontinuierlich über Infrarot miteinander und steuern so die Wasserstoffzufuhr.

Auch das Anfahren mit dem Mirai bei noch verbundenem Betankungsschlauch ist nicht möglich. Denn das Starten des Fahrzeugs ist erst dann möglich, wenn das Zapfventil abgenommen ist und der Tankdeckel verschlossen wurde.

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Umweltfreundlich und alltagstauglich – der Toyota Mirai

Die Brennstoffzellentechnologie ist ein echter Wendepunkt für den Automobilbau und unsere Umwelt.


Und wir haben den Anfang schon gemacht – mit dem Toyota Mirai, der weltweit ersten serienmäßigen Brennstoffzellenlimousine, die nach fast 20 Jahren Forschung 2014 in Serie ging.  Der Toyota Mirai markiert den Weg hin zu möglichst emissionsfreien Fahrzeugen.

Toyota hat mit der Einführung des Hybrid-angetriebenen Prius in Japan bereits vor 20 Jahren den Grundstein gelegt. Mittlerweile fahren fast 50 Prozent unserer privat neu zugelassenen Autos in Deutschland mit einem Hybrid-Antrieb. Als weltweit größter Hersteller von Hybridfahrzeugen haben wir diese Entwicklung bis heute vorangetrieben und mit dem Toyota Mirai jetzt ein neues Zeitalter der automobilen Zukunft eingeläutet – das Zeitalter der Wasserstoffautos.

Der Mirai, unterscheidet sich im alltäglichen Gebrauch nicht von einem Fahrzeug mit Verbrennungsmotor, außer dass es statt mit Benzin mit Wasserstoff betankt und nicht von einem Verbrennungsmotor, sondern von einem leistungsstarken Elektromotor angetrieben wird und somit nichts als Wasserdampf ausstößt. Der Wasserstoff wird in zwei speziell entwickelten Tanks unter dem Fahrzeuginnenraum des Mirai gespeichert und von der Brennstoffzelle in Strom umgewandelt.

Dank des Zusammenspiels der Hochleistungs-Brennstoffzelle und des 113 kW (154 PS) starken Elektromotors garantiert der Mirai in jeder Situation eine optimale Performance und nachhaltigen Fahrspaß, ohne dass Sie dabei auf Leistung oder Komfort verzichten müssen. Mit einer Reichweite von 500 km können Wasserstoffautos mit Benzinern mithalten und sind keineswegs nur für den Stadtverkehr geeignet. Da außerdem der Tankvorgang nur etwa 3 Minuten dauert, muss die Fahrt nie lange unterbrochen werden.



1 In Anlehnung an NEFZ; bei ökonomischer Fahrweise. Messung durch Toyota beim Auftanken an einer Wasserstofftankstelle mit 700 bar Abgabedruck nach Tankstandard SAE J2601 (Umgebungstemperatur 20 °C, Druck im Wasserstofftank 10 MPa). Bei Betankung an Wasserstofftankstellen mit abweichenden Vorgaben werden andere Wasserstoffmengen zugeführt; entsprechend variiert auch die Reichweite. Auch äußere Umstände (Wetter, Verkehr etc.), Fahrzeuggewicht und Fahrstil (schnelles Anfahren, Klimaanlage etc.) beeinflussen die Reichweite. Tankstellen müssen SAE J2601 entsprechen; Fahrzeuge sind mit 700 bar 70 MPa zu betanken.

mirai

Die Emissionen des Wasserstoffautos im Vergleich



Wir von Toyota sind vom langfristigen Erfolg der Brennstoffzelle überzeugt – schließlich löst sie viele Herausforderungen der Zukunft, die mit anderen alternativen Antrieben verbunden sind.

Bevor der Wasserstoff im Tank landet, muss er jedoch produziert und transportiert werden. Wie bei allen anderen Kraftstoffarten kommt er daher nicht vollständig ohne CO2-Emissionen aus. Nichtsdestotrotz erhielt der Toyota Mirai im ADAC EcoTest 2016 fünf Sterne. Wenn die Produktion des Kraftstoffs mit eingerechnet wird, verursacht der Mirai lediglich Emissionen von 121 Gramm CO2  je Kilometer, während ein vergleichbarer oberer Mittelklasse-Wagen mit Benzinantrieb 241 Gramm CO2  je Kilometer produziert.

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Selbst wenn die Herstellung des Wasserstoffs berücksichtigt wird, verursacht der Toyota Mirai nach aktuellem Strommix nur 121 Gramm/km.
Mit Strom aus rein regenerativen Quellen wären die CO2-Emissionen gleich Null.

Um Brennstoffzellenautos noch umweltfreundlicher zu gestalten, muss vor allem die Herstellung des Wasserstoffs weiter optimiert werden. Doch wenn beispielsweise der gesamte zur Herstellung benötigte Strom aus regenerativen Energiequellen stammen würde, könnten Wasserstoffautos eines Tages vollkommen emissionsfrei betrieben werden.

Noch müssen Fahrer ihre Route bei langen Strecken gut im Voraus planen, um rechtzeitig die nächste Wasserstofftankstelle ansteuern zu können. Doch bis 2023 sollen in Deutschland rund 400 Stationen stehen, an denen man den umweltfreundlichen Kraftstoff tanken kann.

Toyotas Environmental Challenge 2050

Umweltschutz und Nachhaltigkeit sind bei Toyota als elementare Ziele fest etabliert. Die Entwicklung innovativer Technologien ist ebenso Teil des wegweisenden Unternehmensziels „Null Emissionen“ wie die Realisierung zukunftsorientierter Projekte.

Der Weg in eine saubere Zukunft vollzieht sich nicht aber nur im Fahrzeugsektor: Auch bei den Produktions- und Händlerstandorten setzt Toyota auf umweltfreundliche und energieeffiziente Maßnahmen.

In der Environmental Challenge 2050 setzt sich Toyota selbst hohe Ziele, um die Entwicklung umweltfreundlicher Fahrzeuge voranzutreiben und die Vision von vollkommen emissionsfreien Antrieben irgendwann Wirklichkeit werden zu lassen.

Da Brennstoffzellenautos auf dem Weg zu diesen Zielen eine wichtige Rolle spielen werden und weiter gefördert werden sollten, haben wir von Toyota anderen Fahrzeugherstellern und Branchen 5.600 Brennstoffzellenpatente zur Verfügung gestellt – denn allein können wir einen umfassenden Wandel nicht herbeiführen.

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Mehr über den Mirai

Den Mirai jetzt entdecken.

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