Warten auf das Wasserstoffauto

Die Zukunft des Fahrens ist leise. Kein Anlasserheulen, kein Motorbrummen. Nur ein gedämpftes Surren ist zu hören. Es kommt aus dem Ventilator, der Luft in die Brennstoffzelle des VW Touran bläst. "Das Auto ist jetzt fahrbereit", sagt Sören Stokke, Projektleiter für die Brennstoffzellenentwicklung bei Volkswagen, und hebt den Blick von dem kleinen Monitor in der Mittelkonsole. Der zeigt reihenweise Zahlen an, die über Zustand und Leistung der Brennstoffzelle informieren. Dann löst Stokke die Handbremse, und nahezu geräuschlos setzt sich das Wasserstoffauto mit seinem Elektromotor in Bewegung.

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Die deutschen Automobilhersteller wollen zeigen, dass sie auf dem Weg zum serienreifen Wasserstoffauto Fortschritte machen. Volkswagen feierte im vergangenen Jahr die Premiere einer selbst entwickelten Hochtemperatur-Brennstoffzelle als Durchbruch auf dem Weg zur Großserie. DaimlerChrysler arbeitet an einem Forschungsfahrzeug auf Basis der B-Klasse, bei dem man die bisherigen Probleme der Wasserstofftechnik in den Griff bekommen will. Einen Schritt weiter scheint BMW zu sein: Öffentlichkeitswirksam versorgt der Konzern derzeit Politiker, Filmstars und Models mit wasserstoffbetriebenen Limousinen der 7er-Reihe. Unter der Haube steckt keine Brennstoffzelle, die einen Elektromotor mit Strom versorgt, sondern ein Verbrennungsmotor, der sowohl Benzin als auch Wasserstoff verträgt.

Die Nutzung der Brennstoffzellentechnik krankt bis heute vor allem an den hohen Herstellungskosten. Auch Alltagstauglichkeit und Lebensdauer bisheriger Systeme sind noch nicht optimal. Bislang werden in Fahrzeugen fast nur Niedrigtemperatur-Brennstoffzellen eingebaut, die bei etwa 80 Grad Celsius arbeiten. Höhere Temperaturen würden die Zellen austrocknen und zerstören. Das macht ein aufwendiges Kühlsystem notwendig, außerdem müssen die Gase Wasser- und Sauerstoff befeuchtet werden, bevor sie in der Brennstoffzelle zusammengeführt werden.

"Der Niedrigtemperatur-Brennstoffzelle räumen wir aufgrund der höheren Komplexität kaum mehr Chancen auf eine Massenfertigung ein", sagt Jürgen Leohold, Leiter der Konzernforschung bei VW. Ende vergangenen Jahres stellte der Konzern überraschend die Entwicklung dieses Systems ein. Stattdessen arbeiten die Wolfsburger jetzt an ihrer eigens entwickelten Hochtemperatur-Brennstoffzelle, die leichter, kompakter und preiswerter sei. Da in ihr die elektrisch geladenen Teilchen nicht durch Wasser, sondern durch Phosphorsäure fließen, kann sie unter höheren Temperaturen von 120 bis 160 Grad Celsius arbeiten. "Aufgrund des größeren Unterschieds zur Umgebungstemperatur kann der Kühler wesentlich kleiner sein", sagt Leohold. Eine Kinderkrankheit hat VW mittlerweile gelöst: Das Wasser, das bei der Reaktion von Wasserstoff und Sauerstoff entsteht, drang in die Membran ein und wusch dort die Phosphorsäure aus. Daher überzogen die Forscher mehrere Vlies-Elemente aus Kohlenstoff mit einer neu entwickelten Platinpaste, die das Eindringen des Wassers verhindert.

Bisher funktioniert die Zelle nur im Labor. "Hochtemperatur-Brennstoffzellen haben noch nicht die Leistungsdichte der Niedrigtemperatur-Brennstoffzellen erreicht", sagt Bernd Emonts, Experte für Brennstoffzellen am Forschungszentrum Jülich. Beim jetzigen Stand der Technik wäre ein Autoantrieb sehr groß und teuer.

Anders als VW  setzt DaimlerChrysler  weiter auf die herkömmliche Brennstoffzelle. "Zwischen 2012 und 2015 können wir damit ein Kostenziel erreichen, das einem sauberen Diesel von heute entspricht", sagt Christian Mohrdieck, der die Brennstoffzellenenantriebsentwicklung leitet. In zwei bis drei Jahren soll ein Prototyp vorliegen, der alle Kinderkrankheiten überwunden hat. Das größte Problem, sagt Mohrdieck, ist derzeit noch die Lebensdauer der Membran.

Diese Probleme hat BMW  nicht. Der Wasserstoff-Verbrennungsmotor läuft zwar nicht ganz emissionsfrei, weil bei der Verbrennung von Wasserstoff Stickoxide entstehen. "Sie werden jedoch nahezu gänzlich herausgefiltert", sagt Michael Meurer, Chef des Wasserstoffprojekts. BMW setzt auch aus Imagegründen auf diese Technik: "Unsere Marke steht für Fahrspaß. Und die Leistungs- und Energiedichte ist bei Wasserstoffverbrennungsmotoren derzeit am höchsten", so Meurer.

Der Hydrogen 7 fungiert als Modell für den Übergang von fossilen Brennstoffen zu regenerativen Energiequellen. Von dem Luxusschlitten erhofft BMW sich vor allem eins: "Unsere Technik soll ein Marktöffner für Wasserstoffautos werden." Der Konkurrenz kann's recht sein: Ohne genügend Wasserstoff-Tankstellen werden es Brennstoffzellenfahrzeuge nicht auf die Straße schaffen.