Brennstoffzellen für urbane Fahrzeuge
Im innerstädtischen Verkehr in Österreich könnten sich bald Fahrzeuge tummeln, die mit einer schadstofffreien Brennstoffzellen-Technologie ausgestattet sind. Diese Technologie untersucht die ESA auch für satelliten- und robotergestützte Missionen zum Mars.
Der österreichische Verkehrstechnikspezialist HET Engineering hat ein leises Fahrzeug mit Nullemission für sensible Verkehrszentren entwickelt. Mit der technischen Unterstützung des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt konnten die Citylog-EMF-Fahrzeuge in ihrer Größe so reduziert werden, dass sie sich bei minimaler Geräuschentwicklung und Umweltbelastung selbst durch engste und auch überlastete Straßen schlängeln können.
Weniger Lärm und Emissionen
Nach dem ersten Prototypen von 2010 wird in diesem Jahr nun im österreichischen Klagenfurt ein zweiter getestet. Mit ihm sollen Warenlieferungen von einem Logistikcenter im Randbezirk in die Innenstadt transportiert werden. Ein weiterer Probelauf wird danach in Wien stattfinden.
“Der Citylog EMF wurde für Warenlieferungen in innerstädtischen Bereichen konzipiert. Aber natürlich könnte man genauso gut Personen transportieren – bei seinem flexiblen Design können je nach Bedarf sowohl Container als auch Sitzplätze eingebaut werden”, erläutert Johann Hart, HET Engineering CEO.
“Es gibt eine Vielzahl möglicher Einsatzgebiete für diesen Fahrzeugtyp. Dazu gehören beispielsweise Shuttleservices in Hotels und Freizeitparks sowie der Gepäcktransport auf Flughäfen – überall dort, wo Lärm und Nullemission wichtig sind.”
Einzelne Waggons – jeder mit seiner eigenen Energieversorgung und mit einer Nutzlast von zwei Tonnen – werden zu einem Zug verbunden. Die Züge haben die jeweils erforderliche Länge, und die Waggons können jederzeit leicht abgekoppelt werden.
Brennstoffzellen aus der Raumfahrt
Brennstoffzellen erzeugen Elektrizität durch die Synthese von Wasserstoff und Sauerstoff
Sie sind leichter als Batterien und dadurch für einige Anwendungen im All wesentlich attraktiver.
“Brennstoffzellen wurden bereits in Raumfahrtprogrammen eingesetzt, und wir werden weiter auf diesem Gebiet forschen und sie hier bei der ESA demonstrieren”, merkt Max Schautz an, Ingenieur für Brennstoffzellen bei der ESA.
“Ohne Brennstoffzellen hätte es keine Apollo-Missionen oder Space-Shuttle-Flüge gegeben. Ursprünglich waren sie auch für die Hermes-Raumfähre der ESA konzipiert worden.
“Bei der ESA arbeiten wir an Brennstoffzellen für eine Vielzahl möglicher Anwendungsbereiche, in erster Linie für die robotergestützte Erkundung auf dem Mars und vielleicht auch auf dem Mond.
“Wir untersuchen auch das Potential von Brennstoffzellen für große Satelliten und zukünftige bemannte Raumfahrtmissionen.”
Schnelleres Auftanken und geringeres Gewicht
Auf der Grundlage langjähriger Erfahrungen in der Forschung und Entwicklung von Brennstoffzellen für künftige Anwendungen auf der Erde und im All, hat das DLR mit HET zusammengearbeitet und festgestellt, dass Brennstoffzellen die beste Treibstoffquelle für den Citylog EMF seien.
“Wir haben Brennstoffzellen mit Batterien verglichen und berechnet, dass Brennstoffzellen aufgrund ihres Gewichts in Bezug auf die Reisestrecke die bessere Alternative sind”, erläutert Christoph Fischer, Forschungspartner des Instituts für Fahrzeugkonzepte des DLR.
“Auch die Ladezeit ist wesentlich kürzer: Sie nimmt bei Batterien bis zu vier Stunden in Anspruch. Der Wasserstofftank einer Brennstoffzelle ist in 5 bis 10 Minuten gefüllt.”
“Für das Konzept profitiert HET auf jeden Fall von den Erfahrungen des DLR”, stellt Andrea Kurz von Brimatech fest, dem österreichischen Vermittlungspartner im Technologietransfer- Netzwerk der ESA, in dem Branchen beim Einsatz von Technologien aus der Raumfahrtforschung in terrestrischen Anwendungen unterstützt werden.
“Das DLR entwickelt seit Jahren Brennstoffzellen für zahlreiche Anwendungen und ist außerdem auch Experte für Batterien, die im Citylog EMF erforderlich sind, um Spitzen in der Energieanforderung auszugleichen”, ergänzt Frank Zimmermann vom deutschen Vermittlungspartner im ESA-Netzwerk, cesah in Darmstadt.
“Das DLR versteht nicht nur etwas von der Technologie, sondern auch, wie man sie in Anwendungen integriert. Deshalb war es bei diesem Projekt der ideale Partner.”
Einstieg in den Transportmarkt
Brennstoffzellen haben jedoch auch ihre Eigenarten. So sind zum Beispiel Umgebung und Temperatur ausschlaggebend dafür, welche Kraftstoffe einzusetzen sind und wie die Zellen konzipiert werden müssen. Gewöhnlich basieren Brennstoffzellen auf der Erde auf Wasserstoff und Sauerstoff.
“Bei der Entwicklung der Brennstoffzellen für den Citylog EMF standen wir vor einigen Herausforderungen, einschließlich der Auslegung für Temperaturen unter dem Gefrierpunkt. Außerdem wollten wir einen angemessenen Stückpreis erzielen”, betont Christoph Fischer vom DLR.
Die Probleme wurden jedoch gelöst, und die steigende Verbreitung von Brennstoffzellen in Fahrzeugen führender Hersteller lässt ihre Bedeutung für die Industrie in der Zukunft erahnen.
