Sind Wasserstoff-Brennstoffzellen die Zukunft des Verkehrs?

Die Brennstoffzellentechnologie ist seit dem in Arbeit Anfang 1900. Allerdings haben wir erst jetzt ein Stadium erreicht, in dem wir diese Technologie in großem Umfang einsetzen können. Was werden uns Wasserstoff-Brennstoffzellen geben?

Nun, um es in einfachen Worten auszudrücken, wir werden Verbraucherfahrzeuge mit nachfüllbaren Brennstoffzellen haben, die Elektromotoren antreiben, die emissionsfrei sind und funktionieren, ohne dass alle 100-200 Meilen nachgefüllt werden müssen. Der goldene Schlüssel dabei ist ihre Fähigkeit, umweltfreundlichen Transport aus grüner Energie anzubieten. Es gibt jedoch noch viel zu tun, bevor wir sehen, dass dies wirklich umgesetzt wird.

Aber zuerst werfen wir einen genaueren Blick auf die Dinge. Was genau ist Wasserstoff-Brennstoffzellen-Technologie?

Eine Brennstoffzelle versorgt uns wie eine Batterie im Wesentlichen mit elektrischem Strom. Im Gegensatz zu einer Batterie, die Energie speichert, erzeugt eine Brennstoffzelle jedoch ihre eigene. Wasserstoff dient als Quelle und reagiert mit Sauerstoff über einen elektrochemischen Prozess unter Bildung einer elektrischen Ladung. Dieser Strom wird dann verwendet, um das Fahrzeug anzutreiben. Eine Brennstoffzelle wird uns auch nur Wasser und Wärme als Abfallprodukte liefern, im Gegensatz zu Verbrennungsalternativen, die Erdöl als Ausgangsbrennstoff verwenden.

Während die Batterieleistung zunächst scheinbar gewonnen zu haben scheint, sagen Experten voraus, dass Brennstoffzellen sie letztendlich übertreffen werden. Zum Teil, weil sie die Umwelt nicht so stark belasten wie Batteriestrom.

Der Abbau von Metallen wie Co, Li, Cu und Ni kann immer Anlass zur Sorge für die Sicherheit der Arbeiter und der Umwelt geben. Beim Recycling entsteht auch CO2, das für die Umwelt schädlich ist. Andererseits schaden Elektroautos auch der Umwelt. Obwohl sie keine Abgase abgeben, verwenden sie Batterien, die giftige Dämpfe abgeben.

Teslas Mitbegründer und CEO, Elon Musk, hat Wasserstoff-Brennstoffzellen jedoch als „umwerfend dumm“ und „eine Menge Müll“ angesehen. Aber die Autoindustrie bittet zu unterscheiden. Eine von KPMG durchgeführte Umfrage von 2017 unter 1.000 hochrangigen Führungskräften der Automobilindustrie ergab, dass Wasserstoff-Brennstoffzellen langfristig eine bessere Zukunft haben als Elektroautos. Dem veröffentlichten Bericht zufolge „werden batteriebetriebene Elektrofahrzeuge aufgrund von Infrastrukturproblemen scheitern, während Brennstoffzellen-Elektrofahrzeuge (FCEVs) als echter Durchbruch für die Elektromobilität angesehen werden.“

Was sind die Vorteile von Wasserstoff-Brennstoffzellen?

• Wasserstoffbrennstoffzellen verursachen keine schädlichen Emissionen und sind im Vergleich zu fossilen Brennstoffalternativen ein nachhaltiger Brennstoff.
• Fahrzeuge, die mit Wasserstoff-Brennstoffzellen betrieben werden, tanken im Vergleich zum Aufladen von Elektroautos schneller auf – etwa 3–5 Minuten.
• Autos, die Wasserstoff als Kraftstoffquelle verwenden, können im Vergleich zu Elektroautos viel größere Entfernungen zurücklegen. Die Reichweite fällt um 300 Meilen.
• Wasserstoff-Brennstoffzellen haben einen höheren Wirkungsgrad und können viel mehr Energie für Geräte erzeugen.

Allerdings stehen der Einführung von Wasserstoff-Brennstoffzellen-Technologie einige erhebliche Hindernisse im Weg.

Wasserstoff-Brennstoffzellen-Barrieren:

• Tankstellen sind spärlich und nicht leicht verfügbar. Die Infrastruktur, die erforderlich ist, um diese Fahrzeuge in großem Umfang zu unterstützen, ist nicht vorhanden.
• Eine der größten Hürden für Wasserstoff-Brennstoffzellen sind heute die Kosten. Die Technologie selbst ist nicht gerade billig.
• Obwohl Wasserstoff leicht verfügbar ist, ist er schwierig zu speichern und zu transportieren. Außerdem ist Wasserstoff ein leicht entzündliches Gas, dessen sicherer Transport und Lagerung kostspielig ist.

Badeschwamm-Technologie:Ein möglicher Durchbruch?

Eine neue Technologie, die von der Northwestern University in Evanston entwickelt wurde, könnte ein potenzieller Durchbruch bei der sicheren Speicherung von Wasserstoff sein. Die Badeschwamm-Technologie, auch als Produkt NU-1501 bekannt, ist in der Lage, große Gasmengen bei geringerem Druck und geringeren Kosten zu halten und abzugeben.

Warum sollten sich Nutzer für die Wasserstoff-Brennstoffzellen-Technologie entscheiden?

David Wenger, Geschäftsführer der deutschen Wenger Engineering GmbH, die an vorderster Front die Einführung von Brennstoffzellen in Europa vorantreibt, sagt:„Batterieleistung ist nicht die Lösung für alles. Wer beispielsweise in Großstädten lebt, wird es sehr schwer haben, Elektroautos aufzuladen. Die Umstellung auf Wasserstoff wird langsam, aber sicher erfolgen, und bis 2030 würde ich davon ausgehen, dass vielleicht 5 % der Pkw und Lkw in Deutschland brennstoffzellenbetrieben sein werden.“

Laut Professor Kalghatgi ist das Hauptproblem bei dieser Technologie die Verteilung und Speicherung, d. h. sie dorthin zu bringen, wo sich die Fahrzeuge befinden. Die Badeschwamm-Technologie könnte jedoch von erheblichem Nutzen sein.

Er sagt auch, dass, wenn erneuerbare Energiequellen, d. h. Wind und Sonne, immer häufigere Stromquellen werden, eine Zeit kommen wird, in der wir überschüssige Elektrizität haben werden. Wir können diesen überschüssigen Strom verwenden, um Wasserstoff zu erzeugen, anstatt ihn in Batterien zu speichern, die dann dorthin geliefert werden können, wo sie benötigt werden. Kurz gesagt, Wasserstoff für den Verkehr könnte auch erneuerbare Energie nutzen, die derzeit verschwendet wird.