Wärme und Strom aus der Brennstoffzelle
Deutsche Forscher arbeiten an einer Hochtemperatur-Brennstoffzelle, die exakt auf die Bedürfnisse von Truckern zugeschnitten ist. Sie erzeugt Strom und Wärme. Gespeist wird sie indirekt mit Diesel, der ohnehin im Tank ist.
Trucks verbrauchen im Schnitt genauso viel Energie wie ein gut isoliertes Mehrfamilienhaus. Während der Fahrpausen wird der Strom bisher in der Regel durch den laufenden Motor über einen Generator bereitgestellt. Eine neue Hochtemperatur-Brennzelle soll künftig eine komfortable und klimaschonende Alternative sein.
Foto: dpa
Die neue Hochtemperatur-Brennzelle ist eine Gemeinschaftsprojekt der Industrieunternehmen Eberspächer, ElringKlinger und Behr, des Aachener Öl-Wärme-Institust und des Forschungszentrums Jülich. Den letztlich benötigten Wasserstoff erzeugt ein Reformer. Er spaltet den Sprit auf. Als Abgas wird, ebenso wie bei der Verbrennung im Antriebsmotor oder in der Standheizung, Kohlenstoffdioxid frei. Weil Brennstoffzellen einen erheblich höheren Wirkungsgrad haben als ein Lkw-Motor im Leerlauf entsteht aber deutlich weniger Klimagas. Verglichen mit der Standheizung schneidet die Brennstoffzelle weniger gut ab, allerdings nur, wenn die Produktion von Strom unberücksichtigt bleibt.
Jülicher Brennstoffzellen-Stack mitHochtemperatur-Polymerelektrolyt-Brennstoffzellen.
Quelle: Forschungszentrum Jülich
Und Strom braucht der Trucker auch in Ruhepausen. Zum einen, um die Versorgung der Sicherheitsbeleuchtung sicherzustellen, zum anderen zum Betrieb von Unterhaltungsmedien, des Kühlaggregats im Frachtraum oder eben der Klimaanlage in der Fahrerkabine.
Ein Demonstrationsmodell läuft bereits
Die Herausforderungen an die Entwickler sind groß. Im Alltag wird das Aggregat, dessen Betriebstemperatur bei etwa 800 Grad Celsius liegt, ordentlich durchgerüttelt. Die Forscher müssen auch die Auswirkungen des aggressiven Schwefels in den Griff bekommen, der im Diesel enthalten ist. In den USA ist ein Anteil von 15, in Europa von 10 parts per million zulässig. Schwefel sorgt dafür, dass der Wirkungsgrad des Systems kontinuierlich sinkt, wenn es keine Gegenmaßnahmen gibt. Denkbar ist eine Entschwefelung des Wasserstoffs, ehe er in die Brennstoffzelle geleitet wird. Diese muss zudem so konstruiert sein, dass sie bereits kurz nach dem Einschalten Strom und Wärme liefert.
Die Partner haben ein Demonstrationsmodell gebaut, das eine elektrische Leistung von 2,9 Kilowatt hat. Dazu ist eine Dieselmenge von zehn Kilowatt nötig. Eine äußerst effektive Wärmedämmung sorgt dafür, dass die Zelle nur bei längerem Stillstand weitgehend auskühlt, etwa an Wochenenden. Damit wird die Zahl der Kaltstarts, die besonders verschleißfördernd sind, reduziert. Die Entwickler rechnen damit, dass ein solches Aggregat 250 Kaltstarts schafft, also rund fünf Jahre hält.
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