Nachrichten über Brennstoffzellen

Suchen
Generic filters
Exact matches only

Wie funktioniert der Wasserstoffantrieb?

Wie funktioniert der Wasserstoffantrieb?

Copyright Abbildung(en): shutterstock / Lizenzfreie Stockfoto- Nummer: 759220960

Wie entsteht Wasser? Wie reine Energie? Eigentlich eine dumme Frage. Nicht immer ist es aber Mutter Natur, die Entstehung begründet und Entwicklung vorantreibt. Die Erde beherbergt unzählige Arten von Potenzialen, die noch nicht entdeckt oder vom Menschen wieder verworfen wurden. Und dabei völlig natürlich blieben – ohne Schaden anzurichten. Wir nutzen nur manche Prozesse tagtäglich und jede Entdeckung revolutioniert die Gegenwart und Zukunft. Manche wirken sich sehr schlecht auf unseren Planeten aus, andere wiederum nicht. Die Menschheit machte dabei in der Vergangenheit große Fehler.

Öl und Kohle als Favoriten

Ein Paradebeispiel dafür ist die globale Etablierung fossiler Brennstoffe obwohl man sich auch für andere hätte entscheiden können. Ganz besonders im gewachsenen Straßenverkehr, genauso in der Industrie. In der Landwirtschaft bedient man sich ebenfalls solchen Mitteln, die langfristig nicht zu halten sein werden. Mit Jahresende 2019 soll es bereits eine Minute nach Zwölf sein um das Ruder herumzudrehen, so man das Fachwissen der Klimaexperten nur halbwegs ernst nimmt.

Die Lobbys der Alternativen sind natürlich weniger mächtig als jene, die bei einem kompletten Umstieg die  Verlierer sein würden oder werden. Es brodelt in der Politik, weltweit. Manche Staaten investieren in Alternativen und setzen auf Wasserstoffantrieb. Er ist eine natürliche, schadstofffreie Methode und seine Auswirkungen auf die Umwelt auch sind bestens erforscht –zusammengefasst lässt sich zweifelsfrei feststellen: Wasserstoff ist kompatibler Teil unserer Umwelt und zieht keine globalen oder regionalen Veränderungen nach sich. Zu erforschen sind lediglich solche Aspekte, die ihn für uns und die Produzenten leistbar und kompatibel machen. Das „Was“ kennen wir – nur das „Wie“ ist teilweise offen.

Wasserstoff – eine neue Antriebstechnik?

Dieses „Wie“, also der Stand von heute, ist im historischen Kontext zu verstehen. Denn Wasserstoff-Autos oder Fahrzeuge mit diesem Antrieb sind entgegen mancher Vermutungen alles andere als neu. Er kann vielmehr auf eine 200 Jahre alte Geschichte zurückblicken. Besonders interessant ist die Tatsache, dass sich jedoch die umweltschädigende und teure Variante durchsetzte: das Öl-Business. Und zwar weltweit. Unweigerlich sieht man sich mit der Fragestellung konfrontiert, welche Innovationen sich auch künftig eher durchsetzen werden: Jene, mit mehr Mehrwert für die Allgemeinheit oder jene, die aktuellen Machthabern einen „Mehrwert“ bescheren? Recherchen im Nachhinein sind nicht einfach.

Über die Historie der Wasserstoff-Autos berichtet unter anderem ausführlich die Österreichische Wirtschaftskammer und nimmt ebenso genauen Bezug zur Gegenwart – für alle, die es genau wissen wollen, also ein lesenswerter Beitrag zur öffentlichen Diskussion. Besonders interessant ist der dortige Hinweis, demnach es sich bei Wasserstoff um das am häufigsten vorkommende Gas im Universum und damit auch auf der Erde handelt. Die Bezeichnung als „Element“ wirkt vielleicht etwas verwirrend angesichts des Umstands, dass die Elementenlehre etwas anderes ist. Gemeint sind freilich nur chemische Elemente. Wasserstoff ist als chemisches Element in 90 Prozent aller Atome enthalten.

Wie funktioniert der Wasserstoffantrieb?

Dem Durchschnittsverständnis entsprechend kann man bei der Herstellung von Wasserstoffantrieb zwei Arten unterscheiden. In fachlicher Hinsicht sind freilich sehr viele unterschiedliche Verfahren zu unterscheiden. Hier widmen wir uns jener Sichtweise, welche für Endverbraucher auch nachvollziehbar aufbereitet werden können: Erstens die Entzündung des Gases in einem Kolben und zweitens die bereits besser bekannte Brennstoffzelle, also ein eigenes Objekt, welches wir mit dem herkömmlichen Auto-Batterie am ehesten assoziieren.

Dort wie da sind es Elektronen, welche den Motor in Betrieb setzen und das Wasserstoffauto antreiben. Die Variante mit dem Kolben läuft ab wie bei Verbrennungsmotoren: Es wird in diesem selber der Wasserstoff direkt verbrannt und fand schon Anfang des 19. Jahrhunderts Eingang in schriftliche Aufzeichnungen als Experiment in Paris. Wie wir heute wissen, setzten sich dennoch fossile Brennstoffe bei der aufkeimenden Mobilität jenseits von Kutschen und Pferde durch und weitere Forschung stockte. Heute setzen wir auf die Technik der Brennstoffzellen. Die Variante des Kolbens beim Auto gilt daher als überholt.

Alles über Brennstoffzellen

Mit einer Suchmaschine finden wir hunderte Beschreibungen darüber, wie eine Brennstoffzelle aufgebaut ist. Dabei fliegen uns Begriffe um die Ohren, die kaum jemand deuten kann. Versuchen wir es anders:

Im Blickpunkt steht zuerst eine Membran. Dabei handelt es sich um ein Objekt mit einer dünnen Struktur. Die Bezeichnung ist abgeleitet aus dem Lateinischen und bedeutet ursprünglich „Häutchen“, später Pergamentpapier. Ihre dünne Struktur bezieht sich auf das Verhältnis zu einer Fläche, welche damit in Verbindung steht, wie Decken oder Haut. Es sind bestimmte Eigenschaften, welche ihre Bedeutung ausmachen – wie hier: Eine Durchlässigkeit ist nur bei bestimmten Ionensorten gegeben. Damit ist unsere Membran der Elektrolyt. Sie sind weniger leitfähig als Metalle.

Unsere Membran trennt zwei Elektroden voneinander. Das sind die Elektronenleiter. Sie werden jeweils mit Wasser- und Sauerstoff umspült. Die so erzeugte Spannung liegt bei 0,5 bis 1 Volt. Zur Erhöhung werden mehrere „Pakete“ geschichtet: die stacks, eine englische Bezeichnung für Stapel. Es finden chemische Prozesse statt, die man in diversen Fachpublikationen sehr genau recherchieren kann: Der Wasserstoff oxidiert und spaltet sich in seine zwei Elektronen und Protonen. Letztere gelangen zur anderen Seite der Membran, dorthin, wo der Sauerstoff eingespeist wurde. Die Elektronen gelangen über den Stromkreis dorthin. Alle zusammen werden zu Wasser.

So funktioniert der Wasserstoffantrieb. Man erkennt an dieser Stelle, dass weder Lärmemissionen noch Schadstoffe entstehen können. Auch der Verschleiß an sich, den wir von den anderen Betriebsarten kennen, wird stark begrenzt. Ein hoher Wirkungsgrad entsteht im Vergleich damit außerdem betreffend Strom und Wärme. Bei Verbrennungsmotoren ist das umgekehrt. Es spräche technisch nichts dagegen, wenn Strom, Wärme und KFZ-Antriebe gänzlich aus erneuerbaren Energien entstünde. Der Wasserstoff könnte zu 100 % aus Wind- oder Wasserkraft erzeugt werden. Und unsere Autos liefen leise und ohne Umweltbelastung.

Newsletter abonnieren

Freitagmittag Punkt 12 Uhr erhältst du die neusten Informationen aus der Welt der Brennstoffzelle kostenfrei direkt ins eigene Postfach. Kuratiert aus einer Vielzahl von Webseiten und Blogs.

Dir gefällt dieser Beitrag? Teilen auf

Diese News könnten dich auch interessieren:

Schreibe einen Kommentar

Deine E-Mail-Adresse wird nicht veröffentlicht. Erforderliche Felder sind mit * markiert.