Die Brennstoffzelle als nachhaltiger Energieträger

Mehr als ein Jahrhundert lang war der Verbrennungsmotor die unangefochtene Technologie für die automobile Fortbewegung. Erst Anfang der 1970er Jahre, als Versorgungsengpässe in der Folge des Jom Kippur Kriegs im Nahen Osten den Verkehr zumindest für ein paar Sonntage zum Stehen brachten und den Auftakt zu einer bis heute andauernden Preisspirale bildeten, wurde es klar, dass es nicht ewig so weitergehen konnte.

Doch dann normalisierte sich die Versorgungslage wieder und die Welt dieselte, knatterte und brummte munter weiter, als gäbe es kein Morgen. Erst um die Jahrtausendwende, als die ersten Ölquellen versiegten, und man die weitere Versorgung mit umstrittenen Verfahren wie Fracking decken musste, fing man wieder an, sich ernsthaft Gedanken über alternative und umweltfreundlichere Energiequellen zu machen.

Der Vormarsch des Elektroautos

Nach zögerlichen und von den etablierten Automobilherstellern zunächst milde belächelten Anfängen tauchten allmählich die ersten batteriebetriebenen Fahrzeuge in unserem Straßenbild auf. Es dauerte noch bis zum Abgasskandal von 2014 und wachsenden Sorgen um die globale Erwärmung, bis sich das Blatt allmählich zu Gunsten es Elektroautos wendete.

In der Tat hat das Elektroauto gute Argumente auf seiner Seite: Erstens verbrauchen BEVs weder Benzin noch produzieren sie Auspuffgase, was sie zu einer umweltfreundlichen Antriebsoption macht. Zweitens werden Elektrofahrzeuge immer günstiger und praktischer, so dass sie für die Verbraucher immer attraktiver werden. Und drittens sind die Wartungskosten von batteriebetriebenen Fahrzeugen geringer, denn ihr Antriebssystem ist weniger aufwändig als ein ein im Vergleich sehr komplizierter Verbrennungsmotor.

Und schließlich bieten Regierungen auf der ganzen Welt den Verbrauchern Anreize für den Kauf von Elektrofahrzeugen, was ihre Verbreitung weiter vorantreibt.

Systembedingte Nachteile von Batteriefahrzeugen

Was nach wie vor allerdings bleibt, ist der bis dato nicht überwundener Nachteil in Form von kürzeren Reichweiten und längeren Batterieladezeiten. Auch das Thema Ressourceneinsatz ist bei verwendeten Lithium-Ionen-Speichertechnologie nicht unumstritten, denn der Abbau der für Herstellung erforderlichen Mineralien gilt als umwelt- und gesundheitsschädlich – und häufig mit Menschenrechtsverletzung wie Kinderarbeit oder Zwangsarbeit verbunden.

Als Alternative für Lithium Batterie käme die Brennstoffzelle in Frage: Diese erzeugt in einer chemischen Reaktion zwischen Wasserstoff, der in einem Druckbehälter gespeichert werden kann und Sauerstoff aus der Luft elektrische Energie, die zum Antrieb eines Elektromotors verwendet werden kann. Die Brennstoffzelle kann einfach und zeitsparend durch Auffüllen des Wasserstoffbehälters wieder aufgeladen werden und sie erzeugt auch keine umweltschädlichen Emissionen, den bei der chemischen Reaktion zwischen Wasserstoff und Sauerstoff entsteht nur klares Wasser (H2O).

Brennstoffzelle als nachhaltige Alternative?

Doch leider hat die Brennstoffzelle noch keine große Akzeptanz in Automobilindustrie gefunden – abgesehen von einer Handvoll exotischer Angebote wie dem Honda FCX Clarity, dem Toyota Mirai und dem Hyundai Nexo, von denen die meisten nur auf Leasingbasis und zu einem Preis angeboten wurden, der in keiner Weise mit “konventionellen” Elektrofahrzeugen konkurrenzfähig war.

Um der Brennstoffzelle zum Durchbruch zu verhelfen, bedarf es vor allem zweier Dinge: erstens ein weitverzweigtes Tankstellennetz – doch die Umrüstung der vorhandenen Tankstellen ist teuer. Und zweitens muss die Haltbarkeit der Brennstoffzellen noch wesentlich verbessert werden: Derzeit ist die Lebensdauer von Brennstoffzellenstapeln auf der Straße nur etwa halb so lang wie für die Kommerzialisierung erforderlich. Zwar hat sich die Lebensdauer von Brennstoffzellenbatterien im Straßenverkehr in den letzten Jahren deutlich erhöht (von 29.000 Meilen auf 75.000 Meilen), doch unter einer durchschnittlichen Lebensdauer von 150.000 Meilen räumen Experten der Technologie derzeit kaum Chancen ein.

Das Potenzial von Wasserstoff als saubere und nachhaltige Energiequelle nutzbar machen

Doch die Forschung geht unaufhaltsam weiter. Vorangetrieben wird sie von spezialisierten Start-ups wie GreenGT mit Sitz in Collombey-Muraz in der französischsprachigen Schweiz. GreenGT ist in den Bereichen Mobilität und Wasserstoff-Energiesysteme tätig. Das Unternehmen entwickelt Brennstoffzellensysteme für ein breites Spektrum von Einsatzgebieten und Antriebssysteme für leistungsstarke Wasserstoff-Elektrofahrzeuge. Für die schnelle Entwicklung der elektrischen Systeme der Prototypen setzt GreenGT auf E3.series von Zuken.

Case Study mit GreenGT