Wie Wasserstoffautos funktionieren

Wasserstofffahrzeuge basieren auf einer Brennstoffzelle, die Wasserstoff und Sauerstoff in elektrische Energie umwandelt. Der dabei erzeugte Strom treibt den Elektromotor an. Als Abfallprodukt entsteht lediglich Wasserdampf, was den Antrieb emissionsfrei macht. Überschüssige Energie wird in einer kleinen Pufferbatterie gespeichert. Die Betankung erfolgt mit komprimiertem Wasserstoffgas, das in Hochdrucktanks mit bis zu 700 bar gespeichert wird. Laut BMW kann der Tank in nur drei bis vier Minuten vollständig gefüllt werden, was mit den Zeiten für Benzin- oder Dieselfahrzeuge vergleichbar ist.

Vorteile der Technologie

Wasserstofffahrzeuge ermöglichen eine hohe Reichweite von bis zu 650 Kilometern pro Tankfüllung, wie MHCMobility berichtet. Der Antrieb verursacht im Betrieb keine CO2-Emissionen. Ein weiterer Vorteil ist die Einsatzfähigkeit bei extremen Wetterbedingungen. BMW verweist in diesem Zusammenhang auf Tests mit dem Modell iX5 Hydrogen im schwedischen Winter, bei denen auch Temperaturen unter minus 20 Grad Celsius problemlos bewältigt wurden.

Herausforderungen bei Infrastruktur und Kosten

Trotz dieser Stärken bleibt die Verbreitung von Wasserstoffautos begrenzt. Der Ausbau der Tankstelleninfrastruktur ist eines der größten Hindernisse. Laut H2.Live gibt es in Deutschland aktuell rund 75 Wasserstofftankstellen, die sich vor allem in städtischen Regionen konzentrieren. Auf dem Land ist die Versorgung oft nicht gegeben.

Auch die Herkunft des verwendeten Wasserstoffs ist kritisch. Der überwiegende Teil wird derzeit durch Dampfreformierung aus fossilem Erdgas gewonnen, was zu CO2-Emissionen führt. Grüner Wasserstoff aus erneuerbaren Energien ist bislang noch teuer und in begrenztem Umfang verfügbar. Hinzu kommt, dass die Anschaffungskosten für Wasserstofffahrzeuge deutlich über denen vergleichbarer batterieelektrischer Modelle liegen. Die Modellpalette ist überschaubar, was eine größere Marktverbreitung zusätzlich erschwert.

Hersteller und aktuelle Modelle

Trotz der bestehenden Hürden setzen einige Hersteller gezielt auf die Weiterentwicklung der Brennstoffzellen-Technologie. Toyota gilt als Vorreiter mit dem Modell Mirai und präsentierte kürzlich ein Konzeptfahrzeug, das mit flüssigem Wasserstoff betrieben wird. Diese Variante macht eine Lagerung unter extremem Druck überflüssig. Der Antrieb nutzt die Eigenschaft des Flüssiggases zur Selbstverdampfung, um den nötigen Tankdruck zu erzeugen. Getestet wird das System unter anderem in Motorsportanwendungen, wie The Verge berichtet. Hyundai bietet mit dem Nexo ein serienreifes Brennstoffzellen-SUV an. Auch BMW investiert mit dem iX5 Hydrogen in die Technologie und sieht Wasserstoff als Ergänzung zum batterieelektrischen Antrieb, nicht als Ersatz.

Perspektiven für die Zukunft

Die künftige Rolle von Wasserstoffautos hängt maßgeblich von politischen Rahmenbedingungen, technologischem Fortschritt und dem Ausbau der Infrastruktur ab. Besonders im Schwerlastverkehr, bei Bussen und im Langstreckenbetrieb gelten Brennstoffzellenfahrzeuge als vielversprechend, da sie eine hohe Reichweite ohne lange Ladezeiten ermöglichen. Im privaten Pkw-Segment bleibt die Technologie jedoch vorerst eine Nischenlösung. Laut Einschätzung des TÜV Nord dürften batterieelektrische Fahrzeuge auf absehbare Zeit die dominierende Antriebsform bleiben. In spezifischen Einsatzbereichen könnte Wasserstoff aber eine wichtige Rolle spielen, insbesondere dort, wo andere Technologien an physikalische oder wirtschaftliche Grenzen stoßen.

Redaktion finanzen.net