Fahrzeuge mit Wasserstoffantrieb

Fahrzeuge, die mit Wasserstoff fahren

Wasserstoff ist ein potenzieller Alternativtreibstoff für den Straßenverkehr. Die Vorbehalte gegenüber elektrischen Autos werden durch die Entwicklung von Fahrzeugen, die mit Wasserstoff betrieben werden, überwiegend aufgrund ihrer Vielfalt und der Eignung anderer Anwendungen abgebaut. In diesem Artikel behandeln wir die grundlegenden Aspekte eines Wasserstoffantriebs, insbesondere die Technologie einer Wasserstoffzelle, Wasserstofftankstellen, das Verhältnis zum Wasserstoffstrom und umweltbezogene Folgen.

Wasserstoffantrieb

Ein Wasserstoffantrieb funktioniert wie folgt:

• Der Antrieb erfolgt bei einem Wasserstoffmotor mittels eines Brennprozesses, wobei Wasserstoffgas mit Sauerstoff reagiert. Dies führt zu einer wärmlichen Gasentladung, die den Motor antreibt.
• Ein Wasserstoffmotor arbeitet in beiden Richtungen - er kann sowohl als Wasserstoffkraftstoffmotor als auch als Wasserstoffelektromotor eingesetzt werden.

Die Vorteile des Wasserstoffantriebe sind vielfältig:

• Es liefert einen dreifach höheren spezifischen Energiegehalt pro Kilogramm als ein Benzin und ein bis zu doppelt so hohes Leistungsgewicht im Vergleich zu Benzin und Diesel.
• Durch seine thermische Effizienz bei einem Mischungsgrad von ca. 33 % ist der Wasserstoffantrieb für die Energieversorgung von Flugzeugen, Schiffen und Baustellenmaschinen möglich.
• Der Wasserstoffantrieb hat keine Partikelabgase. Der CO2-Ausstoß ist praktisch null, wenn der Wasserstoff aus erneuerbaren Energien gewonnen wird.

Brennstoffzelle

Eine Brennstoffzelle ist eine Vorrichtung, die elektrische Energie aus chemischen Reaktionen erzeugt. Sie ist ein wichtiges Element des Wasserstoffantriebs, da sie die elektrische Energie für den Motor und das Nutzfahrzeug-System bereitstellt. Die elektrische Energie wird aus den chemischen Reaktionen von Wasserstoff mit Sauerstoff gewonnen, die in einer Zellenkammer stattfinden. Die Dichte der Energie ist sehr hoch, und es gibt keine Abgasemissionen.

Wasserstofftankstellen

Die Wasserstofftankstellen sind eine wichtige Infrastruktur, die für die Nutzung von Wasserstoff als Brennstoffnotwendig ist. Sie werden zur Speicherung und Verflüssigung von Wasserstoff benötigt, um eine Fahrzeugtankstelle zu bieten. Ein Wasserstofftankstellen-System kann die Fahrzeugtankstelle, die Notstromversorgung und die Rekuperation von Wärme und elektrischer Energie umfassen.

Vergleich zu Elektroautos

Der Vergleich zwischen Wasserstoffkraftstoffsystemen und Elektroautos ist mehrfach zulasten der Energieversorgung, der technischen Komplexität und der Umweltcompatibilität zu bestreiten. Die Vorteile von Wasserstoffsystemen gegenüber Elektroautos sind wie folgt:

• Stärkere Abgasreduktion: Panzerungsgläser werden nicht benötigt, da es keine Partikelabgase gibt. Der CO2-Ausstoß ist gering.
• Ladezeiten reduzieren: Es wird keine Ladezeit für die Fahrzeugbatterie benötigt.
• Wichtige Alternative: Dieser Bereich ist insbesondere im Leben hochbelasteter Personen von großer Bedeutung, beispielsweise bei langfristigen Reisen oder bei Nutzfahrzeugen mit hohen Leistungen.

Umweltauswirkungen

Die Auswirkungen auf Umwelt und Gesundheit sind überwiegend positiv, wenn neuartige Brennstoffquellen verwendet werden, wie zum Beispiel Wasserstoff aus erneuerbaren Energien (EW). Die Anwendung von Wasserstoff als Ersatz für fossiles Benzin könnte sich positiv auf Menschen und die Umwelt auswirken, indem sie eine Reduzierung des Treibhausgases CO2 bewirkt und den Einsatz von fossilen Energiespendern ersetzt.

In Zusammenhang mit dem Vergleich zwischen Wasserstoff und elektrisch betriebenen Autos ist jedoch zu beachten, dass der CO2-Emissionsausstoß beim Herstellungsprozess des Elektroautos nochmals signifikant höher liegt als beim Wasserstoffantrieb. Durch die Entwicklung von effizienteren Prozessen zur Herstellung von Wasserstoff kann diesen Unterschied weiter vermindern.