HYDROGEIT - Der Wasserstoff-Guide

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Hintergrundbild Wasserstoff-Auto

Renault
Im Gegensatz zu den bisher präsentierten Brennstoffzellenfahrzeugen anderer Hersteller wird beim FEVER kein Methanol für den Antrieb verwandt, sondern nur Wasserstoff. Bei einer Reichweite des Tankinhalts von 500 km und einer Höchstgeschwindigkeit von 120 km/h kann der FEVER für zwei Personen zudem einen mit herkömmlich angetriebenen Autos vergleichbaren Reisekomfort bieten.
Die elektrische Leistung der Brennstoffzelle beträgt 30 kW bei 90 Volt Gleichstrom, die Leistungsdichte liegt bei 130 W/l. Ein Stromrichter wandelt diese 90 Volt um zu einem Strom mit einer Spannung von 250 Volt. Dieser Strom versorgt einen synchronen Elektromotor mit Schleifringanker, dessen Wirkungsgrad 92% beträgt. Die erreichbare Höchstgeschwindigkeit beträgt 120 km/h.
Das System verfügt über eine kurze Reaktionszeit. Bei entsprechender Betätigung des Gaspedals beschleunigt der Renault Fever ohne jegliche Verzögerung. Auch beim Start gibt es keine langen Wartezeiten. Bereits nach fünf bis zehn Minuten Vorwärmzeit hat die Brennstoffzelle ihre normale Arbeitstemperatur erreicht.
Eine wiederaufladbare Batterie nimmt die Bremsenergie sowie andere überschüssige Energie auf. Sie dient dem Anlassen und hält Energie für zusätzlichen Bedarf bei starken Beschleunigungen zur Verfügung. Ein elektronisches Steuersystem, Supervisor genannt, lenkt die Stromerzeugung und ist unter anderem für die Speicherung der Bremsenergie in den Batterien verantwortlich. Die Elektronik kontrolliert und gewährleistet den reibungslosen Ablauf sowie die Sicherheit des Benutzers. Der Wartungsbedarf bei diesem Fahrzeug ist fast gleich null, da die Anzahl der Teile, die in Bewegung sind, stark reduziert ist. Abgase entstehen keine. Aus dem Auspuff kommt lediglich Wasserdampf und es bildet sich geringe Abwärme.
Der Wasserstoff wird in flüssiger Form mit geführt und erst unterwegs in Gas umgewandelt. Das hat gewisse Vorteile gegenüber der komplizierteren Lagerung des Wasserstoffs in Gasform: Gasförmiger Wasserstoff erfordert einen Druck von 700 bar, brächte daher mehr Gewicht und benötigte mehr Platz. Bei Lagerung von flüssigem Wasserstoff kann daher eine grössere "Sprit"-Reserve mit geführt werden. Gespeichert wird er in einem Tiefsttemperaturtank bei ­253°C, der durch seine Konstruktion den Inhalt vor Temperaturschwankungen schützt. Da Wasserstoff in flüssiger Form nur 70 Gramm pro Liter wiegt, beträgt das Gewicht des Tankinhalts mit seinen 120 Litern nur acht Kilogramm. Die Reichweite ist vergleichbar mit der von Fahrzeugen mit Verbrennungsmotoren.
Bisher kostet flüssiger Wasserstoff ungefähr 1,- DM pro Liter. Ein Mittelklassewagen würde ungefähr 24 Liter auf 100 km verbrauchen, was für diese Strecke Spritkosten von 24,- DM bedeutet und damit die Ausgaben bei herkömmlichen Wagen im Augenblick noch übersteigt. Doch ist bei einer weltweit steigenden Nachfrage nach Wasserstoff mit einer deutlichen Senkung des Preises zu rechnen, so dass er zu einem starken Konkurrenten der fossilen Brennstoffe werden kann.
Die Wasserstofflagerung ist weiterhin Gegenstand der Forschung. Das Ziel bei Renault ist die Gewichts- und Platzminderung. Der Einsatz etwa von porösen oder geschichteten Strukturen wie mikroskopischen Kohlenstoffasern könnte dazu führen, dass ein Behälter von 10 kg für die Aufbewahrung von acht Kilogramm Wasserstoff ausreicht. Nun gilt es noch herauszufinden, ob diese Laborergebnisse auch in einer Serienproduktion realisierbar sind. Eine andere Möglichkeit des Transports an Bord besteht darin, Wasserstoff erst unterwegs aus Flüssigkeiten herzustellen, die sehr viel Wasserstoff enthalten - wie etwa Alkohole oder Äther - und einfacher zu lagern sind als Wasserstoff. Technisch ist diese Rückgewinnung durchaus möglich. Eine kleine Gasanlage zerlegt die Moleküle und gewinnt somit den gewünschten Wasserstoff.
Renault hat sich das Ziel gesetzt, die Brennstoffzellen-Technik weiterzuentwickeln, um den Serieneinsatz zu ermöglichen: Raumbedarf, Gewicht und Kosten werden in Zukunft noch weiter reduziert, um Einsatz und Gebrauch der Brennstoffzelle zu verallgemeinern und zu vereinfachen. Die Verwendung teurer Materialien wie etwa Platin im Katalysator der Elektroden soll verringert werden. Gleichzeitig wird auch an der Verbesserung der Fahrzeugleistung gearbeitet. Innerhalb der nächsten 20 Jahre wird daher eine Anwendung auch bei Fahrzeugen des täglichen Bedarfs möglich sein.
Die Forschungsarbeiten begannen schon 1994 mit der Ausarbeitung dieses Projektes. Im Rahmen des europäischen Programms "Joule" widmen sie sich seitdem einem Konzept, das den rationellen Energieeinsatz fördert - wie etwa eine Brennstoffzelle. Die Europäische Kommission fördert dieses zukunftsträchtige Projekt. Ziel war das Know-how, das für Integration und Betrieb einer solchen Zelle an Bord eines Fahrzeugs notwendig ist.
Renault übernahm als Leiter die Koordination der einzelnen Arbeiten und trägt die Verantwortung für das gesamte Projekt. Ausserdem führte Renault die Zusammenstellung der einzelnen Elemente und den Umbau des Renault Laguna, der als Basis für den Fever dient, durch.
· De Nora (Italien) entwickelte die Brennstoffzelle.
· Die Ecole des Mines de Paris (Frankreich) hat die Betriebsparameter der Brennstoffzelle definiert, um deren optimalen Wirkungsgrad zu gewährleisten.
· Ansaldo (Italien) montierte die Brennstoffzelle, die Hilfssysteme und den Wasserstofftank.
· Air Liquide (Frankreich) realisierte den Wasserstofftank und den Tankwagen auf der Basis eines Master Renault.
· Volvo (Schweden) hat die Fahrzeugsimulationen, die Batterietests und die Sicherheitsstudien durchgeführt.
 


Dies ist ein Auszug aus dem ersten Buch von Sven Geitmann:

"Wasserstoff- und Brennstoffzellen-Projekte"

Der Nachfolger ist erhältlich im Online-Shop des Hydrogeit Verlags.

 

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