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Herzstück eines jeden Brennstoffzellenfahrzeugs ist die Brennstoffzelle, deren Aufgabe darin besteht, chemische in elektrische Energie umzuwandeln. Als chemischer Energielieferant dient der Wasserstoff, der in diesem Fall als Brennstoff fungiert. Eine Brennstoffzelle muss also nicht wie eine Batterie nachgeladen werden. Vielmehr wird die benötigte Energie kontinuierlich von außen zugeführt. Die Bezeichnung ist jedoch ein wenig irreführend, denn im Innern der Brennstoffzelle findet gar kein Verbrennungsprozess statt. Vielmehr findet eine sog. Kalte Verbrennung statt, bei welcher der Wasserstoff elektrochemisch oxidiert wird.
Das Wasserstoffauto – eigentlich auch ein Elektroauto …
Der Wasserstoff wird dabei der einen Elektrode, der Anode, zugeführt. Die andere Elektrode, die Kathode, wird gleichzeitig mit einem Oxidationsmittel versorgt, wobei es sich um Sauerstoff oder Luft handeln kann. Als Produkt dieses Prozesses entsteht lediglich Wasser. Da beim Wasserstoffauto keine Verbrennung unter hohen Temperaturen stattfindet, entstehen keine unerwünschten Verbrennungsprodukte wie beispielsweise Stickoxid. Die so gewonnene elektrische Energie kann nun für den Antrieb des Wasserstofffahrzeugs verwendet werden. Im Grunde handelt es sich beim Brennstoffzellenfahrzeug also um ein Elektroauto mit alternativem Brennstoff.
In Wasserstoffautos finden in erster Linie Niedertemperaturbrennstoffzellen Verwendung, die in einem Temperaturbereich zwischen 0 °C und 100 °C arbeiten. Sie können problemlos bei niedrigen Temperaturen arbeiten, ohne dass sie vorher aufgeheizt werden müssen, was sie zum Einsatz in Fahrzeugen prädestiniert. Sie bieten dem Fahrzeug auch im Teillastbetrieb einen hohen Wirkungsgrad.
Vor- und Nachteile von Wasserstoffautos
Ob ein Wasserstoffauto auch für Sie eine Alternative darstellt, hängt in erster Linie davon ab, ob Sie sich mit den Vor- und Nachteilen dieser innovativen Antriebsart arrangieren können. Gegenüber Elektroautos mit Batteriebetrieb und Fahrzeugen mit konventionellen Motoren kommt die Brennstoffzelle mit Vor- und Nachteilen daher.
Vorteile:
- Reichweite von Wasserstofffahrzeugen gegenüber batteriebetriebenen Elektroautos deutlich höher.
- Kurze Ladezeiten: ein Wasserstoffauto ist binnen weniger Minuten betankt.
- Kein fossiler Brennstoff – keine Abhängigkeit von steigenden Ölpreisen.
- Schadstofffreies Fahren ohne CO2-Emissionen.
Nachteile:
- Wenige Tankstellen: Aktuell gibt es nur 40 Wasserstofftankstellen in Deutschland.
- Hohe Anschaffungskosten.
- Derzeit noch geringe Auswahl an Modellen.
Unterwegs mit Wasserstoff: Die aktuellen Modelle
Honda Clarity
Ob mit oder ohne Wasserstoffantrieb – der Honda Clarity fällt schon allein wegen des etwas ausgefallenen Designs auf. Viel wichtiger ist jedoch, was unter der Haube steckt. Dort tut nämlich ein Elektromotor seinen Dienst, der seine Energie aus einer Brennstoffzelle bezieht. Aus dem Auspuff kommen also keine Schadstoffe, sondern es tröpfelt Wasser heraus.
Dass der Elektromotor durchaus einiges zu leisten imstande ist, zeigte sich bei Tests. Die 1,9 Tonnen des Clarity lassen sich per Vorderradantrieb aus dem Stand in 8,7 Sekunden auf 100 km/h beschleunigen. Um dem Antrieb auf die Sprünge zu Helfen, ist außerdem noch eine Lithium-Ionen-Batterie verbaut. An Leistung bringt der Clarity 130 kW, was 174 PS entspricht. Die Höchstgeschwindigkeit ist mit 165 km/h angegeben.
Der größte Vorteil gegenüber herkömmlichen Elektroautos liegt aber in der Reichweite: Die vom Hersteller angegebenen 650 Kilometer machen den Honda voll alltagstauglich. Auf 100 Kilometer verbraucht der Clarity 0,77 kg Brennstoff. Einzig der Preis dürfte manch potenziellen Kunden noch abschrecken: Rund 60.000 Dollar muss man in den USA für das Wasserstoffauto hinlegen. Für Deutschland stehen derzeit noch keine Preise fest, zumal es gegenwärtig noch unklar ist, ob dieses Modell überhaupt eine Zulassung bekommt.
Hyundai Nexo
Ein SUV mit Brennstoffzelle – das klingt doch mal nach einer Herausforderung, denn hier gibt es viel Gewicht, das bewegt werden will. Der Nexo ist der erste SUV von Hyundai, dessen Antrieb komplett auf der Brennstoffzellentechnologie basiert. Das Design kann mit ‚futuristisch‘ wohl treffend beschrieben werden. Das gilt auch für das Fahrgefühl, denn wie bei einem Fahrzeug mit Elektromotor üblich, beschleunigt auch der Nexo zügig, ohne sich dabei akustisch bemerkbar zu machen. Da achtet man als Fahrer auch nicht mehr ganz so sehr auf die für viele Geschmäcker etwas zu breit geratene Mittelkonsole.
Aus dem Stand bis Tempo 100 – dafür benötigt der Wasserstoff-SUV 9,2 Sekunden. Darüber lässt der Zug etwas nach, bis die Spitzengeschwindigkeit von 179 km/h erreicht ist. Genug, um die meisten anderen Elektromobile abzuhängen. Dafür bleibt auch genügend Zeit, denn trotz seiner Abmessungen und des Gewichts schafft der Nexo im Alltag 400 Kilometer, bevor die nächste Wasserstofftankstelle angefahren werden muss.
Ein Haken, den viele Brennstoffzellenfahrzeuge mit sich bringen, ist der Wasserstofftank. Der braucht Platz und schränkt damit die Kapazität des Kofferraums erheblich ein. Eine hohe Ladekante und die eingeschränkte Beinfreiheit im Fond erinnern stets daran, dass man hier nicht mit einem herkömmlichen Benziner unterwegs ist. Im betankten und beladenen Zustand ist das 4,67 Meter lange Fahrzeug ganz sicher nicht als sportlich zu bezeichnen – aber angenehm! Vor allem auf den Fernstraßen macht es einem der eingebaute Autobahnassistent leicht, die Spur zu halten.
Wie bei allen Wasserstoffautos wird auch beim Nexo ein tiefer Griff in die Geldbörse fällig. Aktuell soll er 65.450 Euro kosten. Ob sich daran bis zur Markteinführung im Sommer 2018 etwas ändern wird, bleibt abzuwarten.
Toyota Mirai
Wer am etwas eigenwilligen Design des Honda Clarity gefallen findet, wird sicher auch einen Blick auf das Konkurrenzmodell, den Toyota Mirai, werfen wollen. Hierbei handelt es sich laut Hersteller um das erste in Großserie gefertigte Wasserstoff-Brennstoffzellenfahrzeug weltweit. Auffällig sind dabei vor allem die groß geratenen Lufteinlässe, um die Brennstoffzelle zu kühlen und mit Sauerstoff versorgen zu können. Darüber sitzen extrem schmale LED-Scheinwerfer, die den Mirai schon von vorne zu einem unverwechselbaren Hingucker machen. Laut dem Hersteller soll das Design einem Wassertropfen nachempfunden sein.
Die Reichweite dieses Pioniers liegt bei 500 Kilometern. Die Leistung beträgt 144 kW bzw. 155 PS, die den Mirai auf eine Höchstgeschwindigkeit von 178 km/h beschleunigen können. Sie sorgen auch dafür, dass das Fahrzeug der oberen Mittelklasse in 9,6 Sekunden aus dem Stand auf 100 km/h beschleunigt. Für einen Wassertropfen von 1850 kg ist das schon eine respektable Leistung. Dem schließt sich auch der Preis an: Aktuell kostet der Mirai stolze 80.000 Euro. Vielleicht wird der Nachfolger günstiger, denn Toyota ließ bereits verlauten, dass man an einem Nachfolger arbeite. Bis 2020 soll die neue Generation fertig sein.
Mercedes GLC F-Cell
Anders als bei den zuvor genannten Modellen handelt es sich beim GLC F-Cell um einen Plug-in-Hybrid. Es ist also möglich, auch Strom direkt aus der Steckdose zu beziehen. Als Grund für diese Entwicklung führt Daimler die noch geringe Zahl an Tankstellen an. Dank der Batterie sei man dazu in der Lage, 50 Kilometer zusätzlich fahren zu können, auch wenn sich kein Wasserstoff mehr im Tank befindet. Darüber hinaus mögen Brennstoffzellen keine Leistungsspitzen. Die zusätzliche Batterie hilft also, deren Lebensdauer zu verlängern. Die Brennstoffzelle soll 70 kW, die Batterie 90 kW an Leistung zu liefern imstande sein.
Einen Preis für den GLC F-Cell gibt es noch nicht. Laut dem Hersteller soll er jedoch weder zu kaufen noch zu leasen, sondern ausschließlich zu mieten sein. Der Nutzer soll eine monatliche Pauschale zahlen und gibt das Fahrzeug nach Beendigung der Mietzeit einfach wieder zurück.
Tipp: Wer sich ein seltenes Wasserstoffauto zulegen möchte, kann bis zu 2.000 Euro Förderung vom Staat kassieren. Noch einmal 2.000 legt der Hersteller drauf.
Künftige Entwicklung von Wasserstofffahrzeugen
Angesichts der aktuellen Entwicklung ist abzusehen, dass uns in nicht allzu ferner Zukunft zahlreiche weitere Modelle erwarten werden. Mercedes wird aller Voraussicht nach noch in diesem Jahr sein erstes Wasserstoffauto auf den Markt bringen. Toyota arbeitet an der nächsten Generation seines Mirai. Aber auch andere namhafte Hersteller wie z. B. BMW arbeiten daran, bis zum Jahr 2020 ein erstes Modell zur Serienreife zu bringen.
