- AVL Racetech zeigt H2-Verbrenner mit über 400 PS
- Flaschenhals H2-Lagerung
- Doch auch die E-Mobilität hat ein Gewichtsproblem
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Kürzlich hat Kawasaki bekannt gegeben, dass man künftig neben dem E-Antrieb auch auf Wasserstoff setzen will. Dafür haben die Japaner einen Wasserstoffmotor mit H2-Einspritzung entwickelt. Anders als bei einer Brennstoffzelle, die das Gas in einer kalten Reaktion in Strom umwandelt, soll Wasserstoff bei Kawasakis neuem Konzept direkt in den Brennraum eingespritzt und verbrannt werden. Dabei entstehen bis auf kleine Mengen Stickoxide keine Abgase, aus dem Auspuff kommt nur Wasserdampf, wie wir berichteten.
Yamaha entwickelt aktuell einen wasserstoffbetriebenen 5,0-Liter-V8-Motor für Toyota, und auch General Motors arbeitet gemeinsam mit dem italienischen Entwicklungsbüro Punch Hydrocells an einem Wasserstoff-Motor mit 8 Zylindern und beachtlichem Hubraum. Beim Betrieb eines solchen Motors entstehen zwar nur winzigste CO2-Mengen aus der Verbrennung von Motoröl-Resten, dafür können ohne Abgasnachbehandlung aber problematische Stickoxid-Emissionen entstehen.
AVL Racetech zeigt H2-Verbrenner mit über 400 PS
Per Injektor wird zusätzliches Wasser in die Ansaugluft des Motors eingespritzt, wodurch sich der Arbeitsdruck erhöht. Zusätzlich hat die verdampfende Flüssigkeit einen stark kühlenden Effekt im Brennraum. Das Design der hierfür notwendigen Injektoren und Ventile erfordert eine exakte Kenntnis des Gesamtsystemverhaltens mit allen Luft-, Kraftstoff- und Abgasströmen, um eine sichere Funktion und Langlebigkeit zu gewährleisten, heißt es. Mit der ersten Serienversion des Motors rechnet AVL schon im zweiten Quartal 2023.
Flaschenhals H2-Lagerung
In der Praxis ist nicht der Motor selbst das Problem, sondern die Lagerung und Mitführung des hochflüchtigen Kraftstoffes Wasserstoff. Der Wirkungsgrad eines solchen H2-Verbrenners ist nicht unbedingt besser als der eines herkömmlichen Benziners, es muss also viel Kraftstoff für eine akzeptable Reichweite mitgeführt werden. Im Rennsport ist das aufgrund der meist kurzen Distanzen oder häufigen Tankstopps kein großes Problem. Dennoch brauchen geeignete Wasserstoff-Tanks ein Vielfaches des Volumens von Benzintanks.
So müssten Tanks von großem Volumen von mehreren hundert Litern verbaut werden, wenn wir von einem großvolumigen V8 ausgehen. Die Tanks müssten entweder viel Druck aushalten oder minus 253 Grad Celsius isolieren können – die Temperatur, bei der Wasserstoff flüssig ist. Solche Tanks müssten also sehr dick- oder doppelwandig und zylindrisch sein, um dem Druck sicher standzuhalten. Wir sprechen also von großen Volumina und Gewichten, die hier mitgeführt werden müssten
Ein Drucktank, wie er in Serien-Wasserstoff-Autos wie dem Toyota Mirai und dem Hyundai Nexo verbaut ist, müsste sogar rund 800 Liter groß sein. Zum Vergleich: Die Tanks im Mirai speichern 5,6 Kilogramm Wasserstoff und bewirken durch ihre Größe, dass sowohl Rücksitz-Passagiere als auch Gepäck mit sehr beengten Platzverhältnissen in der Fünf-Meter-Limousine auskommen müssen.
Doch auch die E-Mobilität hat ein Gewichtsproblem
Freilich ist dies nicht unmöglich. Das zeigt auch das Beispiel der E-Mobilität. Auch hier kennen wir das Gewichts- und Volumen-Problem. Das Gewicht einer großen E-Auto-Batterie für Reichweiten über 500 Kilometer liegt heute auch bei bis zu 700 Kilo. Schon die Batterie des Kleinstwagens VW e-Up liegt bei knapp einer viertel Tonne. Der Akku eines Tesla Model 3 knackt schon fast die halbe Tonne. Der Mercedes-Benz EQC muss sogar 650 Kilo mit sich herumschleppen. Dafür gibt es bei der E-Mobilität keine solchen Emissionen wie bei H2-Verbrennern.
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