MTU Aero Engines arbeitet unter dem Projektnamen Flying Fuel Cell (FFC) an Brennstoffzellensystemen für die Luftfahrt, die mit Flüssigwasserstoff betrieben werden. Dabei verfolgt das Unternehmen einen etwas zurückhaltenderen Zeitplan als so mancher Konkurrent.
Die MTU Aero Engines arbeitet an unterschiedlichen Konzepten für alle Schub- und Leistungsklassen, um das große Ziel der Luftfahrt zu erreichen. „Unter anderem treiben wir eine vollständige Elektrifizierung des Antriebsstrangs voran“, erklärt Lars Wagner, Vorstandsvorsitzender der MTU. „Hier hat für uns die Wandlung von flüssigem Wasserstoff in Strom mit Hilfe einer Brennstoffzelle das größte Potenzial.“
Das Unternehmen entwickelt hierfür den gesamten wasserstoffbetriebenen Brennstoffzellen-Antriebsstrang einschließlich des Flüssigwasserstoff-Treibstoffsystems und der Regelung. Als Technologieplattform und Flugdemonstrator dient dann eine Do228 des DLR. Ziel ist es, einen der beiden konventionellen Gasturbinen-Antriebe durch den elektrischen 600kW-Antriebsstrang der MTU – mit Energieversorgung durch eine wasserstoffbetriebene Brennstoffzelle – zu ersetzen und zu erproben. Den Erstflug des fliegenden Labors peilen die Partner Mitte der Dekade an. Zuvor erfolgen umfangreiche Bodentests und Vorerprobungen.
MTU nutzt E-Motoren aus Starnberg
Den Motoren von eMoSys attestiert MTU die „heute höchste bekannte Leistungsdichte“ – zum Einsatz kommen die Motoren aber vor allem in den Bereichen Automotive, Rennsport, Bahn und Medizin. Mit MTU wird nun ein Elektromotor für die Luftfahrt entwickelt. Mit einem Durchmesser von nur 300 Millimetern und einem Gewicht von gerade einmal 40 Kilogramm erreicht der für die Dauerleistung von 600 Kilowatt ausgelegte Motor eine Leistungsdichte von 15 Kilowatt pro Kilogramm.
„Das sind herausragende Motorenwerte, bei denen Integration und Zusammenspiel mit der Flying Fuel Cell voll berücksichtigt wurden“, sagt Barnaby Law, Chief Engineer Flying Fuel Cell bei der MTU. „So erreicht der Motor mit über 96 Prozent einen außerordentlich hohen Wirkungsgrad bei Take-off-Dauerleistung und erzeugt damit relativ geringe Wärmelasten.“ Der Motor verfügt über eine Flüssigkeitskühlung und kann bei Temperaturen von bis zu 85 Grad arbeiten. „Das Design verbindet die hohe Leistung, die eMoSys bisher für Motorsport-Motoren generiert hat, mit den hohen Zuverlässigkeits- und Sicherheitsanforderungen, die wir in der Luftfahrt haben“, so Law.
Parallel zur Entwicklung arbeitet MTU auch eng mit der Agentur der Europäischen Union für Flugsicherheit (EASA) für die Zulassungsanforderungen zusammen. „Wir sind eine Innovationspartnerschaft eingegangen und untersuchen gemeinsam mögliche Wege für die zukünftige Zertifizierung einer fliegenden Brennstoffzelle, denn hier betreten alle Beteiligten Neuland“, sagt MTU-Entwicklungschef Stefan Weber.
mtu.de (FFC), mtu.de (Kooperation mit MT Aerospace)