Energieträger der Zukunft –

wie funktionieren Wasserstoffautos?

Das Wasserstoffschiff “Energy Observer” zeigt das Potenzial erneuerbarer Energien. Auch Toyota setzt auf Wasserstoff. Wie funktionieren Brennstoffzellen und was ist der aktuelle Stand der Entwicklung?

Bis 2020 will das erste energieautonome Boot der Welt sein Ziel Tokio erreichen – pünktlich zu den Olympischen Spielen. Angetrieben wird der Katamaran “Energy Observer” auf seiner derzeitigen Weltreise elektrisch. Wasserstoff, der aus dem Meerwasser erzeugt wird, dient dabei als Energielieferant. Toyota unterstützt das Projekt und setzt selbst auf den Antrieb ohne Schadstoffemission für die Straße. Erfahre, warum Wasserstoff ein zentraler Faktor für die Energiewende ist.

Warum Wasserstoff?

Die Diesel-Fahrverbote sind aktuell in aller Munde. In vielen Städten werden die Grenzwerte für Stickoxide überschritten. Zurückzuführen ist das größtenteils auf die Schadstoff-Ausstöße durch den Straßenverkehr. Um die Luftreinhaltung zu fördern und unsere Umwelt zu schützen, ohne die Mobilität einzuschränken, werden deshalb alternative, nachhaltige Antriebe und Kraftstoffe notwendig. Wasserstoff betriebene Fahrzeuge stellen darunter das umweltschonendste Konzept dar. Emittiert wird lediglich Wasser – in die Umwelt gelangen also keine Schadstoffe mehr. Außerdem sind Wasserstoffautos leise und nicht weiter abhängig vom Erdöl.

Der Vorrat an Wasserstoff ist nahezu unerschöpflich. Er lässt sich aus zahlreichen Ausgangsstoffen herstellen und kann mittels regenerativer Energien auch aus Wasser gewonnen werden. Dieses Prinzip kommt im Falle des “Energy Observer” zum Tragen. Hier wird Wasserstoff direkt aus dem Meerwasser erzeugt. Weitere Vorteile, die Wasserstoff für nachhaltige Mobilitätslösungen so interessant machen, sind seine leichte Speicher- und Transportfähigkeit in Fahrzeugen.

Wie funktioniert der Antrieb mit Wasserstoff?

Wasserstoff kommt in sogenannten Brennstoffzellenfahrzeugen zum Einsatz. Der gespeicherte Wasserstoff wird in bestimmten Drucktanks mitgeführt, von wo aus es in die Brennstoffzellen geleitet wird. Zusätzlich wird Sauerstoff durch den Verdichter eingelassen. Wasserstoff und Sauerstoff erzeugen dann in einer chemischen Reaktion elektrische Energie, die schließlich den Elektromotor im Fahrzeug antreibt.

Um den Energiebedarf eines Fahrzeugs zu decken, bedarf es einer Vielzahl von Brennstoffzellen. In Wasserstoffautos sind deshalb mehrere Brennstoffzellen in sogenannten “Stacks” (engl. für “Stapel”) verbaut. Darüber hinaus sind Brennstoffzellenautos mit einer Hochvolt-Batterie ausgerüstet. Diese speichert Bremsenergie, die zusätzlich für den Antrieb genutzt werden kann.

Wie kann Wasserstoff den Verkehr der Zukunft verändern?

Brennstoffzellenautos? Das mag dem ein oder anderen immer noch sehr nach Zukunftsmusik klingen. Dabei schreitet die Entwicklung rasant voran. Während das “Energy Observer” Projekt einen ersten Testlauf für die kommerzielle Schifffahrt darstellt, bringt Toyota hierzulande mit dem mehrfach ausgezeichneten Mirai-Modell die Wasserstoffautos bereits in Serie auf die Straße. Mit einer Reichweite von 500 Kilometern und einem Tankvorgang von etwa drei Minuten kann es der Toyota Mirai mit Benzinern aufnehmen.

Am anderen Ende der Welt gehen derweil Brennstoffzellenbusse in die Produktion. Toyota baut bis zu den olympischen Spielen 2020 in Tokio über 100 wasserstoffbetriebene Busse mit dem Namen “Sora” für den öffentlichen Nahverkehr. Für die japanische Handelskette Seven-Eleven stellt Toyota ab 2019 unter anderem neue Brennstoffzellen-Lkw für den Handelsverkehr bereit.

Doch auch abseits öffentlicher Straßen im produzierenden Gewerbe kann Wasserstoff bisherige Antriebsmodelle ablösen. Auch hier geht Toyota mit bestem Beispiel voran. Im japanischen Fertigungswerk Motomachi sind bereits Gabelstapler unterwegs, die von Wasserstoff angetrieben werden. Versorgt werden sie von einer werkseigenen Wasserstoff-Tankstelle. Langfristiges Ziel von Toyota ist eine komplett CO2 freie Produktion bis 2050.

Ohne Tankstellen-Infrastruktur geht es nicht

Die Wasserstoff-Technik ist im Kommen – damit sie sich allerdings gänzlich etablieren kann, muss ein flächendeckendes Netz an Tankstellen aufgebaut werden. Dafür setzt sich das europäische Projekt Hydrogen Mobility Europe (H2ME) ein, dem auch Toyota angehört. Ziel ist der Ausbau eines europaweiten Tankstellen-Netzes, um entsprechenden Brennstoffzellenautos einen einfacheren Zugang zu Wasserstoff zu ermöglichen. Bis 2023 soll es in Deutschland knapp 400 Stationen geben.

Erfahre hier mehr über die Brennstofftechnik und den Toyota Mirai.

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