Wie funktioniert eigentlich ein Wasserstoffauto? Wir erklären es heute in diesem Beitrag! Alle Welt spricht von Elektroautos, den so genannten Stromern. Gibt es da nicht noch Alternativen? Neben Verbrennern und batterieelektrischen Fahrzeugen ist noch eine Lücke – die der Wasserstoffautos. Das Angebot ist aktuell noch stark überschaubar: Neben dem Toyota Mirai, den wir erst kürzlich vorgestellt haben, wäre da noch der Hyundai Nexo. Wir wollen einmal schauen, wie der Wasserstoffantrieb funktioniert und was er aktuell kostet. Und ob in den Kosten und der Technik vielleicht der Grund für das kleine Modellangebot liegt.
NÜTZLICHE INFOS RUND UM IHR FAHRZEUG
So funktioniert ein Wasserstoffauto!
Grundsätzlich ist der Begriff „Wasserstoffauto“ verkehrt. Eigentlich müsste es Brennstoffzellen-Fahrzeug heißen. Und noch einen Schritt genauer, sind Brennstoffzellenautos eigentlich Elektroautos. Das Ganze funktioniert so: In einem Fahrzeug, wie etwa dem Hyundai Nexo, ist eine Brennstoffzelle mit einem Wasserstoff-Tank installiert. Jene erzeugt Strom für das Fahren. Der Strom muss jedoch nicht gespeichert werden, wie etwa bei einem reinen Stromer, sondern wird produziert, wenn der Strom gebraucht wird – während der Fahrt. Eine kleine Batterie ist dennoch vorhanden, die als Puffer dient und Lastspitzen abfedert. Diese Lastspitzen können beispielweise starkes Beschleunigen sein. Außerdem kann die Batterie Rekuperationsenergie, also das Gewinnen von Strom aus der Bremsenergie, speichern.
Funktionsweise: Brennstoffzelle / Wasserstoffauto: Mach die Düse mit Elektrolyse
Die Brennstoffzelle selbst gewinnt Strom aus Wasserstoff nach dem Prinzip der umgekehrten Elektrolyse. Wer in der Schule gut aufgepasst hat, weiß, dass Wasserstoff und Luftsauerstoff in einer chemischen Reaktion zu Wasser werden. Dabei entstehen zwei „Abfall-Produkte“: Wärme und Strom. Letzterer treibt den E-Motor an. Die Wärme ist tatsächlich ein Produkt der chemischen Reaktion, derer man Herr werden muss. Deshalb müssen Brennstoffzellen-Fahrzeuge auch besonders gut gekühlt werden und haben in der Regel große Lufteinlässe.
Wie aber funktioniert der Elektrolyse-Prozess?
In der Brennstoffzelle arbeitet eine PEM, eine Polymer-Elektrolyt-Membran. Jene trennt Wasserstoff und Luftsauerstoff, die jeweils eine Anode bzw. Kathode umspülen. Die Membran ist nur für Wasserstoff-Ionen durchlässig, entsprechend trennen sich Wasserstoffmoleküle in Ionen und Elektronen. Das Wasserstoff-Ion wandert also durch die Membran zur Kathode und verbindet sich dort mit dem Luftsauerstoff. Das Endprodukt: Wasser! Für Wasserstoffelektronen ist die Membran hingegen undurchdringbar, sodass diese den „langen“ Weg von der Anode zur Kathode gehen müssen. Und das dabei entstehende Produkt ist der gewollte Strom! Anstatt Abgase erzeugt ein Wasserstoffauto also neben der Energie einfaches Wasser.
Nichts für Pfennigfuchser – gespart wird hier aktuell noch nicht!
Das Brennstoffzellen-Fahrzeug klingt, soweit, gut und nachhaltig. Doch aktuell herrschen schwierige Bedingungen. Zum einen, und dieser Punkt wäre noch zu verschmerzen, ist das Tankstellen-Netz schwach ausgebaut. Zum anderen sind die Preise für Wasserstoff-Fahrzeuge einfach enorm hoch. Ein Toyota Mirai kommt neu auf knapp 80.000 Euro. Entsprechend fällt der staatliche Zuschuss von 2.000 Euro weg –bei diesem Preis wäre er ohnehin nur ein Tropfen auf den heißen Stein. Förderungsfähig sind Fahrzeuge, die maximal 60.000 Euro kosten, wie etwa der Hyundai Nexo. Und die hohen Preise sind noch nicht einmal das Problem, schließlich würden sie durch Skaleneffekte im Massenabsatz stetig sinken.
Problematisch ist die Wasserstoffgewinnung. So grün ist ein Wasserstoffauto nämlich gar nicht! Für die Gewinnung wird aktuell enorm viel Strom benötigt. Anschließend wird der Wasserstoff in Gastanks gelagert und erst im Auto wieder in Strom umgewandelt. Unter dem Strich werden so nur rund 25 Prozent der ursprünglich investierten Energie genutzt. Ein reiner BEV, also ein Batterie-Elektrisches-Vehikel, kommt auf rund 70 Prozent. Es gibt aber neue Technologien, die das Rad noch neu erfinden könnten. Was aber bleibt: Wasserstoff ist aktuell entsprechend teuer: Aktuell kostet das Kilogramm rund 9,50 Euro. Restriktionen in der Technologie, die eine weite Verbreitung von privat genutzten Brennstoffzellen-Fahrzeugen für den Individualverkehr aktuell nicht sinnvoll machen. Allerdings ist der Preis „festgelegt“ und kein Marktpreis, wenn sich das ändern würde, könnte es doch noch etwas werden.
Zuletzt aktualisiert: März 2020
Jens Stratmann
Automobil-Journalist
Baujahr 1979, technisch im einwandfreien Zustand! Nach einer Ausbildung und über elf Jahren Erfahrung im KFZ-Bereich, machte Jens seine Passion zu seinem Beruf. Jens schreibt Beiträge über Neu- und Gebrauchtwagen, die auf persönlichen Erfahrungen und Fahrtests zu dem jeweiligen Auto basieren.
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