Die Idee eines schadstofffreien Autos, aus dessen Auspuff lediglich Wasserdampf austritt, ist verlockend. Dennoch bringt die Brennstoffzelle, in der die so genannte Knallgasreaktion von Wasserstoff und Sauerstoff kontrolliert zur Energiegewinnung genutzt wird, auch neue Probleme mit sich, denn Wasserstoff ist durchaus nicht so einfach herzustellen und zu lagern wie Benzin. Eine neue Lösung, die am Fraunhofer-Institutes für Solare Energiesysteme in Freiburg entwickelt wurde, bringt jetzt wieder Benzin ins Spiel. "Das Benzin wird über die so genannte autotherme Reformierung in ein wasserstoffreiches Gasgemisch auftrennt, aus dem die restlichen Inertgase abtrennt werden. So kann Wasserstoff an Bord eines Fahrzeuges direkt aus Benzin gewonnen werden", erläutert Peter Hübner, Gruppenleiter Gasprozesstechnik in der Abteilung Energietechnik des Freiburger Institutes. Ein bestechender Vorteil der Methode liegt in der weiteren Nutzung des bestehenden Tankstellennetzes, wodurch immense Anfangsinvestitionen für Umrüstungen auf Wasserstofftanks eingespart werden könnten.
Der Schlüssel dazu liegt in einer chemischen Reaktion - die so genannte autotherme Reformierung. In einem ersten Schritt, der so genannten Reformierreaktion wird das Benzin – eine Kohlenwasserstoffverbindung - zusammen mit Wasser mithilfe eines Katalysators in ein wasserstoffreiches Gasgemisch überführt. "Die nötige Wärme dafür liefert die unterstöchiometrische, quasi suboptimale Verbrennung eines Teils des Benzins verbrannt", so der Wissenschaftler. Eine zu geringe Sauerstoffzufuhr sorgt bei dieser Form der Verbrennung dafür, dass nur ein Teil verbrennt, so ähnlich, wie ein Köhler Holzkohlen erzeugt. Als einziges Abgas wird hierbei Kohlendioxid frei. Dazu Hübner: "Das Benzin wird schon vollständig umgesetzt. Im Unterschied zum Verbrennungsmotor entstehen aber keine weiteren Emissionen, wie etwa Kohlenwasserstoffe bei einem Kaltstart." Weil der Prozess insgesamt effizienter sei, entstünden so sogar weniger Kohlendioxid-Emissionen als bei einer gewöhnlichen Verbrennung.
Langfristig, in etwa 50 Jahren, wäre mit Sonnenenergie erzeugter Wasserstoff ideal, doch bis dahin hält Peter Hübner die Reformierung des ab 2003 verfügbaren schwefelfreien Benzins für die beste Lösung. Auch in baulicher Hinsicht bereite das System keinen größeren Aufwand: "Ein solches Reformersystem kann so klein so klein gebaut werden, dass es in einem Fahrzeug keinen Platzverlust verursacht", resümiert Peter Hübner. Zwar müsste das System noch sehr viel billiger werden, um auf dem Markt eine Chance zu haben. Aber der Aufwand könnte sich wegen des besseren Wirkungsgrades auch bei geringen Geschwindigkeiten lohnen: "Bei konventionellen Otto- oder Dieselmotoren, erreicht man den man den maximalen Wirkungsgrad nur im Nennlastpunkt, der aber nur während der eher seltenen Autobahnfahrten erreicht wird. Im Stadtverkehr haben Verbrennungsmotoren aber einen äußerst geringen Wirkungsgrad. Ein Brennstoffzellenfahrzeug besitzt dagegen einen sehr guten Teillastwirkungsgrad."
[Quelle: Cajo Kutzbach]
Der Schlüssel dazu liegt in einer chemischen Reaktion - die so genannte autotherme Reformierung. In einem ersten Schritt, der so genannten Reformierreaktion wird das Benzin – eine Kohlenwasserstoffverbindung - zusammen mit Wasser mithilfe eines Katalysators in ein wasserstoffreiches Gasgemisch überführt. "Die nötige Wärme dafür liefert die unterstöchiometrische, quasi suboptimale Verbrennung eines Teils des Benzins verbrannt", so der Wissenschaftler. Eine zu geringe Sauerstoffzufuhr sorgt bei dieser Form der Verbrennung dafür, dass nur ein Teil verbrennt, so ähnlich, wie ein Köhler Holzkohlen erzeugt. Als einziges Abgas wird hierbei Kohlendioxid frei. Dazu Hübner: "Das Benzin wird schon vollständig umgesetzt. Im Unterschied zum Verbrennungsmotor entstehen aber keine weiteren Emissionen, wie etwa Kohlenwasserstoffe bei einem Kaltstart." Weil der Prozess insgesamt effizienter sei, entstünden so sogar weniger Kohlendioxid-Emissionen als bei einer gewöhnlichen Verbrennung.
Langfristig, in etwa 50 Jahren, wäre mit Sonnenenergie erzeugter Wasserstoff ideal, doch bis dahin hält Peter Hübner die Reformierung des ab 2003 verfügbaren schwefelfreien Benzins für die beste Lösung. Auch in baulicher Hinsicht bereite das System keinen größeren Aufwand: "Ein solches Reformersystem kann so klein so klein gebaut werden, dass es in einem Fahrzeug keinen Platzverlust verursacht", resümiert Peter Hübner. Zwar müsste das System noch sehr viel billiger werden, um auf dem Markt eine Chance zu haben. Aber der Aufwand könnte sich wegen des besseren Wirkungsgrades auch bei geringen Geschwindigkeiten lohnen: "Bei konventionellen Otto- oder Dieselmotoren, erreicht man den man den maximalen Wirkungsgrad nur im Nennlastpunkt, der aber nur während der eher seltenen Autobahnfahrten erreicht wird. Im Stadtverkehr haben Verbrennungsmotoren aber einen äußerst geringen Wirkungsgrad. Ein Brennstoffzellenfahrzeug besitzt dagegen einen sehr guten Teillastwirkungsgrad."
[Quelle: Cajo Kutzbach]