H2-Brennstoffzelle
Bei der Brennstoffzelle wird chemischer Reaktionsenergie durch kontinuierlich zugeführten Brennstoff und zugeleitete Oxidationsmittel in elektrische Energie umgewandelt. Eine Kombination aus Brennstoffzelle und Elektromotor erzeugt einen praktisch höheren Wirkungsgrad, als bei der Verwendung der herkömmlichen Kraftstoffe Benzin und Diesel. Relativiert wird dies durch die vergleichsweise hohen Herstellungskosten, da in der Zelle selbst Platin, eins der teuersten Metalle der Welt, verbaut wird. Die elektrische Energie wird in Traktionsbatterien gespeichert, ebenso wie die Bremsenergie (Rekuperation). Der Elektromotor wandelt diese dann in Bewegungsenergie um. Der Wirkungsgrad liegt mit der aktuellen Entwicklung der Technik bei ca. 60%. Während der Fahrt lädt die Brennstoffzelle die Batterie wieder auf, die Reichweite wird dadurch deutlich vergrößert.
Einige Details
Wissenswertes
Brennstoff
Als Brennstoff kann Wasserstoff, aber auch Methan oder Methanol verwendet werden. Voraussetzung für eine wirkliche Nachhaltigkeit ist hierbei die Art der Gewinnung des Brennstoffes. Um Brennstoffzellen - Automobile von über 100kW realisieren zu können, ist es notwendig die Betriebstemperatur von 80°C auf 100°C anzuheben, ohne dabei den Wirkungsgrad weiter zu verringern.
Druckwasserstoffspeicherung
Die in den Fahrzeugen verbauten Drucktanksysteme mit 700-800 bar, bestehend aus Kohlenwasserstofffasern verstärkten Kunststoff, wiegen rund 125kg. Trotz dieses Zusatzgewichtes bewirkt die gewonnene Speicherdichte des Brennstoffes eine Reichweite von bis zu 500km.
Aufbau
Diese Technologie ist nicht so neu, wie man vielleicht denken mag. Bereits 1838 entwickelte Christoph Friedrich Schönbein die erste einfache Brennstoffzelle. Heute besteht sie aus zwei Elektroden, der Anode (Minuspol) und der Kathode (Pluspol), die durch eine feste, ionendurchlässige Membran (Elektrolyt) getrennt werden. Die Elektroden sind mit einem Katalysator (Nickel, Platin) beschichtet und durch einen äußeren Stromkreis verbunden. Durch die Zuleitung von Wasserstoff in die Anode wird dieser in Protonen und Elektronen gespalten. Aus den Elektronen wird direkt elektrische Energie gewonnen. Die Protonen gelangen zur Kathode, verbinden sich mit dem Sauerstoff aus der Luft und den, über den äußeren Stromkreis umgeleiteten, Elektroden zu Wasser und Wärme.
Ausstattungsvarianten
Hyundai Nexo
Kraftstoffverbrauch1:
| innerorts | 0,0 l/100 km |
| außerorts | 0,0 l/100 km |
| kombiniert | 0,0 l/100 km |
| Kraftstoffverbrauch (Wasserstoff) kombiniert | 0,95 kg/100 km |
| CO2-Effizienz | A+ |
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