Fragen Sie einen Ingenieur
Können herkömmliche benzinbetriebene Autos auf Wasserstoff-Brennstoffzellen umgerüstet werden?
Ja – aber es ist wahrscheinlich sinnvoller, mit Bussen und Langstrecken-LKWs zu beginnen als mit Personenkraftwagen…
Von Jennifer Sutton
Zunächst einmal, sagt John Heywood, Professor für Maschinenbau und Direktor des Sloan Automotive Research Laboratory, definieren wir das Wort „konvertieren.“ Ein traditionelles Fahrzeug kann mit einem neuen Wasserstoff-Brennstoffzellenmotor nachgerüstet werden, aber es ist viel zu anspruchsvoll und teuer, um den Aufwand wert zu sein. „Die einzigen Fälle, in denen eine Nachrüstung sinnvoll sein könnte, sind große Dieselfahrzeuge wie Busse oder Langstrecken-LKW“, sagt Heywood.
Aber die Aussicht, unsere Benzinmotortechnologie so zu verändern, dass immer mehr Autos mit Wasserstoffbrennstoffzellen fahren, sei erreichbarer. Suchen Sie sie jedoch nicht in absehbarer Zeit auf der Straße.
Wasserstoff-Brennstoffzellenfahrzeuge, die effektiv mit Batterien betrieben werden, die mit Wasserstoff anstelle des Stromnetzes betrieben werden. Die Brennstoffzelle wandelt den Wasserstoff und Sauerstoff in der Luft in Wasser um und erzeugt dabei Strom. Solange Wasserstoff und Sauerstoff in die Brennstoffzelle fließen, wird sie niemals tot sein. Wasserstoffbrennstoffzellen haben das Potenzial, schädliche Emissionen zu reduzieren (je nachdem, wie der Wasserstoff erzeugt wird) und die Abhängigkeit der USA von ausländischem Erdöl zu verringern. Nachteil: um wasserstoffbetriebene Autos auf die Straße zu bringen, sagt Heywood, müssen wir nicht nur unsere Fahrzeugtechnologie, sondern auch unser gesamtes Kraftstoffversorgungs- und Kraftstoffverteilungssystem ändern.
Die Wasserstoff-Brennstoffzellen-Technologie gibt es schon seit Jahren, aber sie hat sich noch nicht auf dem Markt etabliert. „Vor einem Jahrzehnt bekam Wasserstoff die ganze Aufmerksamkeit, und Elektrizität stand kaum auf der Liste“, sagt Heywood. Die jüngste Einführung von Hybriden und batteriebetriebenen Autos hat sich als erfolgreicher erwiesen, sagt er, vor allem, weil die Veränderung, die sie darstellen, schrittweise erfolgen kann, ohne ein völlig neues System zur Speicherung und Abgabe von Kraftstoff aufbauen zu müssen. „Wasserstoff ist nicht tot“, sagt er. „Es ist einfach schwierig, über eine so große Veränderung nachzudenken.“
Es gibt zwei Möglichkeiten, Wasserstoffkraftstoff herzustellen, einen sauberen und einen nicht so sauberen. Das Elektrolysieren von Wasser – das Aufspalten des Wasserstoffs vom Sauerstoff – erzeugt keine direkten Emissionen, aber der Prozess benötigt mehr Energie als er produziert. Wasserstoff entsteht auch durch Teilverbrennung von Methangas und Reaktion mit Wasserdampf, wodurch das entstehende Gas in Sauerstoff und Wasserstoff getrennt wird. Mit anderen Worten, um „sauberen“ Wasserstoffkraftstoff herzustellen, müssen Sie mit fossilen Brennstoffen (Kohle oder Erdgas) beginnen, die mit den gleichen alten klimabedingten Problemen verbunden sind.
„Die entscheidende Frage ist: Wie können wir Wasserstoff effizient und emissionsarm produzieren?“ er sagt. „Wir haben eine Menge fossiler Brennstoffe – mehr als wir denken. Wir können also weiterhin böse Jungs und Mädchen sein, was uns nicht motiviert, Änderungen vorzunehmen.“
Danke an John Dugdale aus Atlanta, GA, für diese Frage.
Veröffentlicht: März 2, 2010