Wie Wasserstoffautos in die Gänge kommen
Viele Wasserstoff-Anwendungen müssen technisch noch reifen, um kommerziell eingesetzt werden zu können. Steirische Forscher entwickeln neue Materialien, damit diesen Technologien der Durchbruch gelingt.
Wasserstoff gilt als Hoffnungsträger für eine nachhaltige Energiezukunft. In vielen möglichen Anwendungsbereichen steckt die Technologie allerdings noch in den Kinderschuhen. Die Weiterentwicklung voranzutreiben und dem Wasserstoff zum Durchbruch zu verhelfen ist Ziel eines Forschungsprogramms am Polymer Competence Center Leoben. Die Vision: Autos sollen mit ökologisch optimiertem Antrieb weiter fahren können als bisher, Häuslbauer die gesamte Energie für ihr Eigenheim umweltfreundlich erzeugen.
„Wir arbeiten daran, die Materialien, die an dieser Technologie beteiligt sind, so zu verbessern, dass diese sicherer und wirtschaftlicher wird“, sagt Bernd Schrittesser, Leiter des Projekts. Die Praxistauglichkeit dieser und weiterer Wasserstoff-Anwendungen wäre ein wichtiger Beitrag zur Reduktion des CO -Ausstoßes und zur Verlangsamung der globalen Erwärmung. „In Sachen Mobilität wollen wir zu einer Verbesserung der Reichweiten von Fahrzeugen mit Wasserstoffantrieb beitragen“, erklärt Schrittesser eines der Ziele. Ansatzpunkt der Forscher: Je komprimierter der Treibstoff in den Tank gelangt und dort gespeichert wird, desto schneller geht der Tankvorgang vonstatten und desto weiter kann das Auto mit einer Tankladung fahren. „Die Komponenten, die am Tankvorgang beteiligt sind, müssen also größerem Druck standhalten“, so Schrittesser. Der Tankschlauch und dessen Dichtungssysteme beispielsweise bestehen aus elastischen Materialien, die aus mehreren Stoffen zusammengesetzt sind. Eine Änderung der Zusammensetzung könnte diesen Teilen die gewünschten Eigenschaften verleihen, hoffen die Forscher.
Der Tank selbst besteht aus zwei Schichten: einer inneren aus Thermoplast („Liner“), die den Tank abdichtet, und einer äußeren Hülle aus Faserverbund, die für Stabilität sorgt. In Zukunft soll das Faserverbundmaterial so abgeändert werden, dass es gleich selbst abdichtet und das Anbringen einer extra Liner-Schicht überflüssig wird. „Erste Erfolge bei der Herstellung von linerlosen Tanks sind unseren Unternehmenspartnern und den am Projekt teilnehmenden Wissenschaftseinrichtungen bereits gelungen“, sagt Schrittesser. Nun gelte es, die Kompetenzen zu bündeln. „Bis zur kommerziellen Einsetzbarkeit ist noch viel an Entwicklungsarbeit nötig.“
Gelingt das, könnten in einigen Jahrzehnten vielleicht sogar Containerschiffe, deren Dieselmotoren derzeit hohe Schadstoffemissio
wird durch die Zerlegung von Wasser, die Elektrolyse, gewonnen, wobei der dafür benötigte Strom aus erneuerbaren Energiequellen stammt. Billiger und daher weiter verbreitet ist die – ökologisch wenig sinnvolle – Herstellung aus Erdgas. Ausreichend Ökostrom ist somit Voraussetzung für die Wirtschaftlichkeit von „grünem“Wasserstoff. Zudem müsste der Wirkungsgrad der Brennstoffzellen erhöht werden. Gemeinsam mit wissenschaftlichen Partnern arbeiten die Leobener Forscher unter anderem daran. nen verzeichnen, mit Wasserstoffantrieben ausgerüstet werden.
Nicht ganz so lang soll es dauern, bis das komplette Energiesystem von Häusern auf Wasserstoffbasis wirtschaftlich betrieben werden kann. Die technische Basis gibt es bereits, allerdings bedarf es auch hier noch Weiterentwicklungen im Materialbereich, um solche Modelle flächendeckend umzusetzen. „Ein durchgehend grünes Energiemodell würde Solarenergie einfangen und diese im Gegensatz zu herkömmlichen Lösungen nicht in Akkus speichern, sondern zur elektrolytischen Herstellung von Wasserstoff verwenden“, sagt Schrittesser. Das wäre eine Möglichkeit, mit Wasserstofftechnologie den Einsatz von Akkus, deren Herstellung laut Kritikern eine verheerende Ökobilanz aufweist, zu vermeiden.
Das Projekt mit dem Namen „Polymer 4 Hydrogen“ist eines von sechs Modulen im Rahmen des österreichischen Comet-Foschungsprogramms, die vom Technologieministerium mit zwölf Millionen Euro gefördert werden. Fünf Unternehmen und vier Wissenschaftseinrichtungen haben sich dafür zusammengeschlossen.