Wie funktioniert eine Brennstoffzelle?

Das mit einer Wasserstoff-Brennstoffzelle angetriebene Auto ist bereits Realität. Renault erklärt uns diese Technologie.

Das Fahrzeug mit »Wasserstoff-Brennstoffzelle« gehört zur großen Familie der Elektroautos. Sein Antrieb wird nämlich von einer elektrischen Antriebseinheit sichergestellt. Im Fall eines batterieelektrischen Fahrzeugs mit Lithium‑Ionen‑Batterie wird die elektrische Energie bei jedem Laden aus dem Stromnetz „einfach“ in der Batterie gespeichert. Genau darin liegt der Unterschied zum Wasserstofffahrzeug. Die für den Betrieb der Antriebseinheit benötigte Elektrizität wird dort von der Batterie, aber auch von der Brennstoffzelle bereitgestellt, die aus dem an Bord gespeicherten Wasserstoff Strom erzeugt. Die meisten derzeit von den Automobilherstellern angebotenen Wasserstofffahrzeuge beruhen auf diesem Prinzip.

Der Wasserstoff wird unter Druck in den dafür vorgesehenen Tanks des Fahrzeugs gespeichert. Dieses Gas (H2) sowie der Dioxygen (O2) aus der Umgebungsluft versorgen die Brennstoffzelle. Diese beiden Gase durchlaufen in der Zelle eine elektrochemische Reaktion. Diese Reaktion erzeugt Strom, Wärme und Wasserdampf (H2O), der als Gas durch ein kleines Rohr unter dem Fahrzeug entweicht.

Die so erzeugte Energie sowie die Energie der Batterie speisen den Elektromotor des Fahrzeugs. 

An Bord seines Wasserstofffahrzeugs profitiert der Fahrer in erster Linie von einer nahezu verdoppelten Reichweite. Im Rahmen der Komplementarität zwischen Brennstoffzelle und Lithium‑Ionen‑Batterie kommt die von der Brennstoffzelle durch die Wasserstoffspeicherung erzeugte Elektrizität zur Speicherkapazität der Hauptbatterie hinzu. Zum Beispiel ist der Renault Master Van H2‑TECH mit einer 33‑kWh‑Batterie ausgestattet, gekoppelt an eine Wasserstoffspeicherung, die einer an Bord verfügbaren elektrischen Energie von 30 kWh entspricht. Seine Reichweite steigt von 230 Kilometern auf 400 Kilometer (WLTP‑Zyklus). Damit kann das Wasserstoffsystem als „Reichweitenverlängerer“ betrachtet werden.
Das Sahnehäubchen: die schnelle Betankung. Zusätzlich zum elektrischen Laden aus dem Netz genügen wenige Minuten (maximal 5 Minuten), um den Wasserstoff „vollzutanken“, die Brennstoffzelle zu speisen und so die Reichweite sofort zu verlängern.

Noch muss man sich allerdings mit Wasserstoff versorgen können. In Frankreich sind 23 Stationen in Betrieb, mit dem Ziel, bis 2030 900 zu erreichen.

ZUM Weiterlesen : Wasserstoff bei Carrefour