21.11.2019

Herausforderung Brennstoffzelle

Seit Monaten wird sehr lebhaft diskutiert, ob Lithium-Akkus oder Brennstoffzellen die richtige Technik für die zukünftige Mobilität sind. Beide Verfahren stehen für klimaschonendes Fahren. Doch gerade die Wasserstofftechnik stellt die Forscher vor Herausforderungen, die nicht mal eben zu lösen sind.

Zur Herstellung von Wasserstoff benötigt man Wasser und elektrischen Strom. Bei der Nutzung des Wasserstoffs durch Verbrennung oder in einer Brennstoffzelle entsteht als Abfallprodukt wieder Wasser. Wasserstoff lässt sich beliebig lange in großen Tanks lagern. Der Brennwert von einem Kilogramm Wasserstoff liegt bei 33 Kilowattstunden, also bei mehr als dem Dreifachen des Energiegehalts von einem Liter Benzin oder Diesel.

Die Wasserstofftechnik steht mit diesen Kriterien für nichts weniger als die Verheißung einer komplett sauberen Speicherung erneuerbarer Energien. Mit fünf Kilogramm Wasserstoff im Tank sind mehr als 400 Kilometer Reichweite möglich.

Dennoch hat kein deutscher Hersteller ein Modell in der Pipeline, für das eine echte Serienproduktion geplant wäre. Warum scheint die Autoindustrie hier nicht richtig mitzuziehen? Zunächst einmal ist die Brennstoffzellen-Technik bis heute sehr teuer. Die Brennstoffzellen-Stacks, die in den Autos verbaut werden, kosten in der Herstellung fünfstellige Eurobeträge. Daher ist die Brennstoffzelle, bei dem aus Wasserstoff und Sauerstoff elektrischer Strom und Wasser entstehen, noch nicht als Massenprodukt geeignet.

Durch die Komplexität des Brennstoffzellen-Antriebs ist klar, dass ein solches Auto kaum billiger werden kann als ein reines E-Auto mit Lithium-Ionen-Akku. Dazu kommt, dass auch die Tanks aufwendig, schwer und teuer sind: Die Wasserstoff-Moleküle sind so klein, dass sie herkömmlichen Stahl durchdringen können.

Beim Tanken macht der hohe Druck in den Tankanlagen weitere Probleme: Der sehr stark verdichtete Wasserstoff strömt durch einen Zapfhahn ins Auto, was dazu führt, dass der Zapfhahn bei hoher Luftfeuchtigkeit vereist und vor dem nächsten Tankvorgang erst wieder abtauen muss.

Natürlich geht die Entwicklung bei der Brennstoffzelle kontinuierlich weiter. Der größte Feind der Brennstoffzelle im Auto ist allerdings die Entwicklung der Akkutechnik, die in den letzten Jahren schneller vorangegangen ist als die der Wasserstofftechnik.

Aber vielleicht kann Wasserstoff anders Karriere machen: Zum Beispiel kann das Gas direkt in der Stahlverhüttung eingesetzt werden und dort Kohle ersetzen. Die Technologie "Power to Gas" ermöglicht es - mithilfe von erneuerbarem Strom - Wasserstoff zu Methan oder flüssigen Energieträgern weiterzuverarbeiten.

rff – Stark verbunden.