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Häufige Fragen zur Wasserstoff-Brennstoffzelle

Die Wasserstoff-Brennstoffzelle gilt als vor allem als langfristiger Hoffnungsträger für klimafreundliche Mobilität. Rund um die Brennstoffzellen-Technologie tauchen regelmäßig Fragen auf - die häufigsten beantworten wir hier.

Wasserstoff-Brennstoffzelle Betankung © iStock/Tramino
Wasserstoff-Brennstoffzelle Betankung © iStock/Tramino

Was ist eine Wasserstoff-Brennstoffzelle?

Eine Brennstoffzelle ist ein Stromlieferant. Als Kraftstoff dient dabei Wasserstoff, der in der Zelle mit dem Sauerstoff aus der Luft reagiert. Dabei wird Strom erzeugt und als Abfallprodukt entsteht lediglich Wasserdampf. Ein Brennstoffzellen-Auto ist also ein Elektroauto, das seinen Strom quasi in Echtzeit an Bord erzeugt.

Wie funktioniert eine Wasserstoff-Brennstoffzelle?

Die Brennstoffzelle wandelt chemisch gebundene Energie in elektrischen Strom und Wärme um. Eine Anode und Kathode sind durch eine Trennschicht, den sogenannten Elektrolyten, voneinander getrennt. Auf der einen Seite strömt Wasserstoff ein, auf der anderen Seite Sauerstoff. Der Wasserstoff wird in seine Bestandteile aufgeteilt: zwei Elektronen und zwei Protonen. Die Protonen gelangen durch den Elektrolyten auf die Sauerstoffseite. Die Elektronen müssen den Umweg über einen Stromkreis nehmen.

Ablauf:

  1. 1. Der Wasserstoff aus dem Tank wird zur Brennstoffzelle geleitet.
  2. 2. Als zweiter Brennstoff wird Sauerstoff benötigt, der aus der Umgebungsluft kommt.
  3. 3. Sauerstoff und Wasserstoff reagieren in der Brennstoffzelle: Es entstehen Strom, Wärme und Wasser.
  4. 4. Der erzeugte Strom wird zum E-Motor und zum Akku geleitet.
  5. 5. Das Abfallprodukt Wasserdampf wird über den Auspuff ausgestoßen.

Sind diese Fahrzeuge gefährlich? Ist Wasserstoff nicht hoch-explosiv?

Brennstoffzellen-Fahrzeuge sind nicht gefährlicher als normale Fahrzeuge mit Verbrennungsmotoren. Der Wasserstofftank muss strenge Prüfvorschriften erfüllen, etwa einen Dichtheits- und einen Beschusstest.

Die hohe Flüchtigkeit von Wasserstoff macht eine Explosion im Freien sehr unwahrscheinlich. Selbst in einem geschlossenen Raum wie z.B. einer Garage ist die Entstehung eines explosionsfähigen Luftgemisches aufgrund der geringen Speicherkapazität eines Pkw-Tanks (ca. 5 kg Wasserstoff) sehr unrealistisch.

Ist eine Wasserstoff-Brennstoffzelle besser als ein batteriebetriebenes Elektro-Auto?

Beide Fahrzeugtypen haben ähnlichen Wirkungsgrad. Bei der Produktion hat das Wasserstofffahrzeug auf Grund der kleineren Batterie CO2-Vorteile. Die Produktion des Wasserstoffs durch Elektrolyse hat einen Wirkungsgrad von ca. 70 - 80%. Die Gesamtumweltbilanz hängt davon ab, ob und zu welchem Anteil der Strom zur Gewinnung des Wasserstoffs aus alternativen/erneuerbaren Energiequellen stammt.

Kann man bereits Wasserstoff-Brennstoffzellen Fahrzeuge kaufen?

Es gibt bereits vereinzelt Wasserstofffahrzeuge am Markt. Z.B. den Hyundai Nexo (ca. € 78.000) oder den Toyota Mirai (ca. € 78.000). Daimler hat mit dem GLC Fuel Cell ihr Produkt vorgestellt.

Wo kommt der Wasserstoff eigentlich her?

Am einfachsten wäre Wasserstoff mittels Elektrolyse von Wasser zu gewinnen. Allerdings ergibt sich dabei ein Energieverlust. Vom ursprünglich eingesetzten Strom kommen beim Brennstoffzellenfahrzeug unter 40 Prozent bei den Rädern an. Die Verluste entstehen bei der Elektrolyse, beim Transport, der Komprimierung auf 700 bar und in der Brennstoffzelle selbst.

Die erneuerbaren Energie-Quellen, die in den letzten Jahren ausgebaut wurden und weiterhin werden, sind für den Wasserstoff eine wirkliche Chance. Photovoltaik und Windstrom machen schon heute einen erheblichen Anteil der Stromproduktion in Österreich aus, ihr Anteil wird weiter steigen. Das Problem: Sonne und Wind richten sich nicht nach dem Strombedarf. Gibt es zu wenig Abnehmer für aktuell überschüssigen Strom, müssen diese Anlagen vom Netz genommen werden. Mit dem überschüssigen Strom kann man in Zukunft jedoch mittels Elektrolyse Wasserstoff erzeugen. Damit wird dieser Wasserstoff (H2) zum umweltfreundlichen Stromspeicher und kann für die unterschiedlichsten Zwecke genutzt werden: z.B. für Brennstoffzellen-Autos , die stationäre Stromerzeugung oder die Einspeisung in das Gas-Netz.

In Österreich werden derzeit noch 100 Prozent des an Wasserstoff-Tankstellen verfügbaren H2 aus Erdgas hergestellt.

Wie viele Wasserstoff-Tankstellen gibt es bereits in Österreich? Wie funktioniert die Betankung?

In Österreich gibt es bis dato fünf Wasserstoff-Tankstellen (Wien, Wiener Neudorf, Asten, Graz und Innsbruck), die allesamt von der OMV betrieben werden. Das Tanken funktioniert ähnlich wie beim Erdgas-Auto. Man muss den Wasserstoffrüssel der Tanksäule in die Tankkupplung des Fahrzeuges stecken, das Ventil verriegeln und den Tankvorgang per Knopfdruck starten. Der Tankvorgang endet automatisch, wenn der Tank vollständig gefüllt ist.

Wie viel kostet 1kg Wasserstoff?

Der Preis liegt bei rund 9 € pro kg. Man benötigt ca. 1kg H2 auf 100 km.

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