Brennstoffzellenautos nehmen Fahrt auf

Geht es nach dem Willen der EU-Kommission, müssen die Autohersteller den CO2-Ausstoß von Neuwagen bis zum Jahr 2030 um 30 Prozent reduzieren. Außerdem sollen sie zum gleichen Termin möglichst 30 Prozent Neuwagen mit alternativen Antriebskonzepten auf die Straße bringen. Kein Wunder, das angesichts dieser Zielvorgaben in den vergangenen Wochen auch Brennstoffzellenfahrzeuge wieder mehr in den Fokus gerückt sind.

Wasserstoff-Rat: Brennstoffzellenfahrzeugen gehört die Zukunft

Ein weiterer Schub kommt nun vom Hydrogen Council, einer Vereinigung von Großunternehmen aus der Energie-, Technologie- und Verkehrsbranche. Gegründet zu Beginn dieses Jahres im Zuge des Weltwirtschaftsforums in Davos, hat der "Wasserstoff-Rat" die Weltklimakonferenz in Bonn genutzt, um eine Studie vorzustellen, welche deutlich macht, wie die großflächige Einführung von Wasserstoff zur Energiewende beitragen kann.

Im Jahr 2050 könnte Wasserstoff mehr als 400 Millionen Autos, 15 bis 20 Millionen LKW und um die fünf Millionen Busse antreiben, so die Vision des Gremiums, dem unter anderem Fahrzeughersteller wie Toyota, Audi, BMW, Daimler, General Motors, Honda, Hyundai und Kawasaki sowie Energie- und Technologieunternehmen wie Air Liquide, Alstom, AngloAmerican, Engie, Shell, Statoil, Linde und Total angehören.

2030 fährt 1 von 12 Autos mit einer Brennstoffzelle

Die Studie, die vom Wasserstoff-Rat gemeinsam mit dem Beratungsunternehmen McKinsey erstellt worden ist, zeigt auch auf, was getan werden muss, um die Vision Wirklichkeit werden zu lassen. Bereits heute seien Brennstoffzellenbusse, Mittelklassewagen und Gabelstapler mit Brennstoffzellenantrieb auf dem Markt. In den nächsten fünf Jahren werde die Modellpallette ausgebaut und große Autos, Busse, LKW und Züge würden hinzukommen. Damit die Vision 2050 Wirklichkeit werde, müsste eins von zwölf verkauften Autos in Deutschland, Kalifornien, Japan und Südkorea ein Brennstoffzellenfahrzeug sein, während im Rest der Welt der Verkauf anläuft, so die Studie. Weitere Zwischenziele für 2030: 350.000 Brennstoffzellen-LKW, 50.000 Busse und Tausende Züge und Passagierschiffe.

Produktionskapazitäten müssen ausgebaut werden

Damit es so kommt, müssten freilich die Produktionskapazitäten massiv ausgebaut werden, um wettbewerbsfähige Kosten und die Akzeptanz der Technologie auf dem Massenmarkt zu erreichen, so die Studie weiter. Die Steigerung der Produktionsmenge allein dürfte allerdings kaum die erforderliche Kostensenkung bringen. Nötig sind außerdem neue Materialien. So hat Daimler jüngst  Kosten der innovativen Technologie unter anderem durch die Reduktion des Platinanteils im Stack um 90 Prozent deutlich verringert. Die neue Brennstoffzellen-Generation kommt im gerade erst vorgestellten SUV Mercedes-Benz GLC F-CELL erstmals zum Einsatz.

CVM-Systeme sind wichtiger Baustein der Brennstoffzellenerprobung

Wie fast alle großen Automobilhersteller setzt Daimler bei der Weiterentwicklung seiner Brennstoffzellenantriebe auf die Erprobungs- und Überwachungstechnik sowie die Zellkontaktierung von SMART. Die charakteristische Größe bei der Überwachung von Brennstoffzellen-Stapeln sind die Zellspannungen. Sie geben zu jedem Zeitpunkt detailliert Auskunft über den Zustand des Stacks und dem Betreiber so die Möglichkeit, rechtzeitig auf kritische Betriebszustände zu reagieren. Unsere Produktfamilie MCM-IntelliProbe misst und überwacht die Einzelzellspannungen.

Nun arbeiten wir gemeinsam mit den Herstellern daran, die Technologie ins Serienfahrzeug zu bringen, um auch dort kritische Betriebszustände schnell zu erkennen und entsprechende Aktionen auszulösen. Eine Anforderung dafür erfüllen unsere Cell Voltage Monitoring (CVM)-Systeme bereits: sie sind klein und brauchen wenig Bauraum.

Neu: Hilfsmittel für das Thermomanagement im Brennstoffzellen-Stack

Eine weitere Herausforderung ist das Temperaturmanagement. Beim stacknahen Einsatz der Messkomponenten darf sich keine Stauwärme bilden. Um unsere Kunden beim Temperaturmanagement zu unterstützen haben wir verschiedene Hilfsmittel entwickelt. So zum Beispiel einen Lüfter, der mit gezielter Luftführung für den Abtransport der Wärme zwischen zwei Modulstapeln sorgt.

Zuletzt hinzugekommen sind Kühlkörper, die die Wärmeabführung der Messmodule optimieren. Sie sind nachrüstbar, bestehen aus Metall und sind so konstruiert, dass die Oberfläche, über die die Wärme abgegeben wird, besonders groß ist. Dabei benötigen sie nur vier Millimeter Bauhöhe.

Bei diesen Hilfsmitteln wird es jedoch nicht bleiben. Derzeit arbeiten wir an einer neuen Version der IntelliProbe-Messmodule mit einem Betriebsbereich bis 105 Grad. Aktuell sind es 85 Grad. Näheres dazu im kommenden Jahr.