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Brennstoffzellen-Auto

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Brennstoffzellen-Auto / Wasserstoff-Auto

Die Wasserstofftechnik bzw. Brennstoffzellen-Technik gilt als die Zukunftstechnologie des 21. Jahrhunderts. Die Zukunft besteht aus Autos, Bussen und sonstigen Fahrzeugen, die mit einer Brennstoffzelle und einem Elektromotor anstelle eines Verbrennungsmotors angetrieben werden. Mehr zum Thema Brennstoffzellenantrieb hier.
Pkw´s mit Brennstoffzellen-Antrieb als Energiewandler sind mittlerweile ein fester Bestandteil einer jeden Auto-Messe. Brennstoffzellenautos - Autos, die keinerlei Schadstoffe mehr ausstoßen, lediglich heißer Wasserdampf kommt aus dem Auspuff. Keine Zukunftsvision sondern Realität und stand der Technik.

 

 

 

Welche Brennstoffzellen-Autos existieren bislang?

Autos mit Wasserstoff-Brennstoffzellen-Antrieb fahren nicht nur geräuschlos, aus ihrem Auspuff kommt auch lediglich reiner Wasserdampf. Obwohl es die Brennstoffzellen-Technik bereits seit Jahrzehnten gibt und sie seit langer Zeit getestet werden, sind sie auf den Straßen echte Raritäten.

 

Mazda RX8 - fuel cell - Brennstoffzellen Auto

Mazda RX8 Brennstoffzellen-Auto fuel-cell

Bild: Mazda

 

Mazda hat schon vor vielen Jahren entdeckt, dass sich der Kreiskolbenmotor aufgrund der Bauweise hervorragend für den Betrieb mit Wasserstoff eignet und 2003 einen RX-8 mit wasserstofftauglichem Antriebsstrang vorgestellt. Der entscheidende Vorteil gegenüber einem Ottomotor liegt darin, dass beim Wankel die vier Takte in verschiedenen Kammern ablaufen. Dadurch gibt´s keine heißen Zylinderinnenwände, die zu Fehlzündungen des leicht entzündlichen Wasserstoffs führen können. Darüber hinaus ist beim Kreiskolbenmotor im Motorgehäuse genug Platz für eine 2. Einspritzdüse, über die der Wasserstoff zugeführt werden kann. Dadurch wird es machbar, den RX-8 sowohl mit Wasserstoff (als Brennstoffzellenauto) als auch mit Benzin zu betreiben. Neben der zusätzlichen Einspritzanlage wird ein weiterer Tank nötig!

 

Mazda5 Hydrogen RE Hybrid - Brennstoffzellen Auto

Mazda5 HydroGen RE Hybrid - Brennstoffzellenauto

Bild:Mazda

 

Ein weiterer Schritt in Richtung umweltfreundliche Mobilität ist der Mazda5 Hydrogen RE Hybrid, dessen Wasserstoff-Kreiskolbenmotor zusätzlich durch einen Elektromotor unterstützt wird. Die Reichweite im Wasserstoffbetrieb liegt bei 200 Km, die Leistung des Pkw beträgt 110 Kilowatt/150 PS. Beide Fahrzeuge haben die Japaner -hauptsächlich in Skandinavien - in geringen Stückzahlen im Testeinsatz.

 

Honda FCX Clarity - Brennstoffzellen Auto

Honda FCX Clarity - Brennstoffzellenauto Fuel Cell

Bild: Honda


Das Brennstoffzellenauto läuft bereits in einer Kleinserie vom Band, es wird in den USA und in Japan mit Erfolg getestet. Dort erntet der Wasserstoff-Pionier Honda mit der Mittelklasselimousine so viel Zuspruch, dass sich die Interessenten einem Auswahlverfahren stellen müssen. 200 Stück des 4,83 Meter langen Viertürers gibt es!

Honda FCX Clarity - Brennstoffzellenauto Fuel Cell

 

So sieht es unter der Haube des Brennstoffzellenautos Honda FCX Clarity. In Kalifornien, wo die neue Spritspar- und Hybrideuphorie am ausgeprägtesten ist, wird der von einem 136 PS starken Elektromotor beschleunigte FCX Clarity seit Sommer 2008 für eine Leasingrate von 600 Dollar im Monat angeboten. In Europa wird das weltweit erste Serien-Brennstoffzellenauto, das speziell für einen Brennstoffzellenantrieb entwickelt wurde, allerdings bislang nicht vermarktet. Im Jahr 2009 wurde das Öko-Auto mit dem Preis "World Green Car Of The Year" ausgezeichnet.

 

Toyota Highlander FCHV Brennstoffzellen-Erprobungsfahrzeug

Toyota Highlander FCHV Brennstoffzellen-Erprobungsfahrzeug

Bilder: Toyota

Toyota hat mit dem FCHV auf Basis des Highlanders ein Brennstoffzellen-Erprobungsfahrzeug.

Toyota FCHV Highlander

 

Toyota FCHV-adv

Für den Vortrieb sorgt ein 122 PS Elektromotor, der von einer Brennstoffzelle mit Strom versorgt wird. Schon ab der ersten Umdrehung stellt der E-Motor sein maximales Drehmoment von 260 Nm (Newtonmetern) zur Verfügung. Der Wasserstofftank ist für einen Druck von 700 bar ausgelegt. Unter anderem in Deutschland (Berlin und NRW) und in den USA fahren erste Einzel-Testfahrzeuge und kleinere Unternehmens-Testflotten. Die Serienmarkteinführung von Brennstoffzellen-Hybridfahrzeugen strebt Toyota bis 2015 an.

Opel HydroGen4 Mittelklasse-SUV Equinox - Brennstoffzellenfahrzeug

Opel HydroGen4 Mittelklasse-SUV Equinox - Brennstoffzellenfahrzeug

 

Auch Opel macht ernst mit “öko”: Kurz vor dem deutschen Marktstart des reichweitenverlängerten Elektroautos Ampera am 3. November 2011 in Deutschland zeigte der Hersteller mit dem Wasserstoff-Mobil HydroGen4, dass er auch auf Brennstoffzellentechnik setzt. Als Basis dient das Mittelklasse-SUV Equinox von GM-Konzernschwester Chevrolet

Opel HydroGen4 Mittelklasse-SUV Equinox - Brennstoffzellenfahrzeug

Bilder: Opel

GM/Opel hat weltweit derzeit über 100 Fahrzeuge zu Testzwecken im Kundeneinsatz, darunter 10 Fahrzeuge in Berlin. Ab 2015 könnte ein verbessertes Serienmodell mit doppeltem Speichervolumen bei halbiertem Gewicht die Modellpalette erweitern. Mit einer Tankfüllung soll der HydroGen4 320 km weit fahren können. Unter der Haube arbeiten 2 mal 220 in Reihe geschaltete Brennstoffzellen. Mit ihrem 128 PS Elektromotor kommen die SUV auf eine Höchstgeschwindigkeit von 160 km/h.

 

 

Mercedes B-Klasse F-Cell Brennstoffzellen-Auto

Mercedes B-Klasse F-Cell Brennstoffzellen-Auto

Bilder: Merzedes

Sehr öffentlichkeitswirksam bestritt Mercedes mit dem B-Klasse F-Cell eine ganze Welttournee und durchquerte dabei vier Kontinente. Ein ganzer Treck begleitete den außergewöhnlichen Praxistest, der nahezu reibungslos verlief - und vor allem sauber. Gespeist wird der Elektromotor von einem Stapel Brennstoffzellen, auf englisch kurz Stack genannt, dieser befindet sich unter dem Beifahrersitz. Als Energielieferant dient getankter gasförmiger Wasserstoff, der in drei speziellen Druckgasbehältern bei rund 700 bar Druck mit einem Fassungsvermögen von fast 4 kg unter den Rücksitzen gespeichert wird. Daneben wird eine Lithium-Ionen-Batterie gelagert, die die elektrische Energie aus dem Brennstoffzellensystem und aus zurückgewonnener Bewegungsenergie (Rekuperation) speichert.

Mercedes B-Klasse F-Cell Brennstoffzellen-Auto

 

Die Lithium-Ionen-Batterie unterstützt beim Beschleunigen. Und das kann die B-Klasse F-Cell nahezu wie jedes Auto mit herkömmlichen Verbrennungsmotor, teilweise sogar besser. Das maximale Drehmoment von 290 Nm steht direkt zur Verfügung, der E-Motor stellt eine Leistung von 100 Kilowatt/136 PS bereit und liefert damit eine Fahrdynamik, die mit der eines 2,0-Liter-Benzinmotors vergleichbar ist.

Der Verbrauch des B-Klasse F-Cell beläuft sich dabei je nach Fahrweise auf 1,1 bis 1,3 Kilogramm Wasserstoff auf 100 Kilometern, so dass im optimalen Fall Reichweiten bis zu 380 Kilometern machbar sind. Das entspricht circa 3,1 Litern Diesel, allerdings mit dem großen Unterschied, dass das F-Cell-Vehikel keine Emission ausstößt, sondern nur Wasserdampf.

Außerdem verursacht der Mercedes auch keinen Lärm, lediglich die Abrollgeräusche der Reifen und der Fahrtwind bei höherer Geschwindigkeit sind wahrnehmbar. Dreißig Fahrzeuge der Vorserie sind bereits verkauft, nicht nur an Unternehmen für den Flotteneinsatz, sondern auch an Privatkunden.

 

 

BMW Hydrogen 7 - Brennstoffzellen-Auto 

BMW Hydrogen 7 - Brennstoffzellen-Auto

Bild: BMW

Trotz prominenter Unterstützung durch Renzo Rosso, Gründer und Designer des Modelabels Diesel, kein Erfolg! Renzo Rosso fuhr zwar werbewirksam auf den mit Wasserstoff betriebenem BMW Hydrogen 7 ab. Die Bayern stellten aber nach Jahren intensiver Forschung ihre Bemühungen zugunsten von Elektro- und Hybridantrieb zurück.

BMW hatte auf Basis der 7er Oberklasselimousine eine Reihe von Alltagstests mit Ottomotoren durchgeführt, die mit Wasserstoff betankt wurden. Dieser Einsatz von Wasserstoff im Verbrennungsmotor war aber ein Sonderweg. Die meisten anderen Hersteller setzten hier bereits auf Brennstoffzellen, die mit dem sehr energiehaltigen Gas betrieben werden. Das Experiment hatte positiv begonnen: Der 730hL war das erste Auto, das mit Wasserstoff um die Welt fuhr.

 

Die Brennstoffzellen-Rallye des "Clean Energy Partnership" (CEP)

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Bild:Toyota

Die deutsche Brennstoffzellen-Rallye des "Clean Energy Partnership" (CEP) von Berlin nach Hamburg. Dabei wird demonstriert, dass Mobilität mit Wasserstoff gut möglich ist. Bei dem "Rennen" können verschiedene Hersteller ihre Brennstoffzellen-Fahrzeuge präsentieren und testen lassen. 2010 waren unter anderem Daimler, Ford, GM/Opel sowie Volkswagen am Start. Toyota war gleich mit zwei Fahrzeugen vom Typ FCHV-adv vertreten. Die Clean Energy Partnership ist ein Zusammenschluss von 13 Unternehmen, der es sich zur Aufgabe gemacht hat, Wasserstoff als "Kraftstoff der Zukunft" in Deutschland zu etablieren.

 

HydroGen-Fahrzeuge

 

Das Clean Energy Partnership (CEP)ist ein vom Bundesverkehrsministerium gefördertes Leuchtturm-Projekt, dass die Alltagstauglichkeit von Wasserstoffautos zeigen soll.

Opel weitet seine Brennstoffzellen-Testflotte um5  weitere HydroGen4-Fahrzeuge aus. Die bisher 10 Wasserstoffautos, die seit 2008 testweise bei Firmenkunden im Alltagseinsatz sind, haben insgesamt bereits über 3 Millionen km abgespult. Von der Ausweitung des Testprogramms auf Hessen versprechen sich die Projektbeteiligten nun weitere Erfahrungswerte aus der Praxis. Ziel des Projekts, an dem in Hessen auch Honda und Daimler teilnehmen, ist neben der Fahrzeugerprobung auch der Aufbau einer Infrastruktur zur Versorgung der Fahrzeuge mit Wasserstoff und Strom.

 

 

Ford Focus HydroGen Fuel-Cell Brennstoffzellen-Auto

Ford Focus HydroGen Fuel-Cell Brennstoffzellen-Auto

Bild:Ford

Auch Ford zählt zu den Pionieren. Schon im Jahr 2007 kam eine Flotte von 30 Fahrzeugen mit Brennstoffzellentechnik im Einsatz, davon rollten 4 Exemplare auch auf deutschen Straßen, unter anderem in Berlin, wo der Paketdienst Hermes zwei Fahrzeuge leaste. Einzig der Focus-Kofferraum wurde von seinem ursprünglichen Zweck entbunden und mit dem 180 Liter (= 4 Kilogramm) fassenden Wasserstoff-Gasdruckbehälter voll ausgelastet. Auf 300 km Reichweite kamen die Fahrzeuge mit einer Tankfüllung. Nicht gerade viel angesichts der wenigen Tankstellen, an denen man überhaupt Wasserstoff bekommen kann. Die Infrastruktur für den Treibstoff der Zukunft muss erst geschaffen werden. Wie lange genau die Kunden also noch auf das Null-Emissionsfahrzeug warten werden, darauf will sich weder Ford noch ein irgend ein anderer Hersteller der Branche wirklich festlegen lassen.

Die technischen Daten des 2007er Brennstoffzellen-Autos: Viertürige, fünfsitzige Limousine der ersten Focus Generation; Elektromotor: Drehstrom-Nebenschlussmotor, Leistung: 65 kW/88 PS, max. Drehmoment: 230 Nm, 0-100 km/h: 13,5 s, Höchstgeschwindigkeit: 130 km/h; Brennstoffzelle: Maximale Leistung 72 kW/92 PS, Kraftstoff: gasförmiger Wasserstoff, Betriebsdruck in Brennstoffzelle: zwei bar, Verbrauch: 1,33 kg Wasserstoff, CO2-Ausstoß: 0 g/km

 

 

Wasserstoff-Hybridbusse vom Typ Citaro F-Cell - Brennstoffzellenbusse

Wasserstoff-Hybridbusse vom Typ Citaro F-Cell - Brennstoffzellenbusse

Bild: Merzedes

Die Fahrgäste der Hamburger Hochbahn werden ebenfalls künftig mit Brennstoffzellentechnik transportiert. Bereits seit 2003 sind in der Hansestadt Busse mit dem alternativen Brennstoffzellen-Antrieb testweise zum Einsatz gekommen, jetzt haben 3 weitere neuen Wasserstoff-Hybridbusse vom Typ Citaro F-Cell ihren Linienbetrieb aufgenommen.
Technisch entspricht deren Antrieb dem bekannten Diesel-Hybrid-Prinzip. Unterschied: Anstelle des Dieselgenerators liefern die auf dem Fahrzeugdach untergebrachten Brennstoffzellen die Antriebsenergie für die beiden an der Antriebsachse verbauten Radnabenmotoren. Beim Anfahren kommen sie auf eine Spitzenleistung von 240 Kilowatt.

Erstmals kommt auch ein Energierückgewinnungssystem zum Einsatz: Die Leistungsstarken Lithium-Ionen-Batterien werden beispielsweise beim Bremsen mit überschüssiger Energie versorgt. Mit ihrer Hilfe kann der 12 Meter lange Omnibus mehrere km allein batteriebetrieben zurücklegen. Durch verbesserte Brennstoffzellenkomponenten kann der Fuel-Cell-Bus laut Hersteller Daimler rund 250 Kilometer weit fahren. Die Haltbarkeit der Zellen soll mindestens 12.000 Betriebsstunden oder sechs Betriebsjahren entsprechen. Bislang haben die im Rahmen des CEP fahrenden 36 Citaro-Wasserstoffbusse bei 12 Verkehrsbetrieben weltweit 2,2 Millionen km abgespult.

 

 

Hier noch eine aktuelle Liste aller Brennstoffzellen-Autos aus dem Jahre 2011 von www.fuelcells.org

 

 

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