Angesichts von schätzungsweise zwei Milliarden Fahrzeugen mit Verbrennungsmotor auf den Straßen der Welt wäre die neue Kraftstoffquelle für den Verkehr ein großer Schritt im Kampf gegen den Klimawandel. Dank der Entwicklung von Wasserstoff-Brennstoffzellen können wir nun Wasserstoff nutzen, um große und kleine Geräte und Fahrzeuge sauber und umweltfreundlich zu betreiben – und somit die öffentlichen Verkehrsmittel noch grüner zu machen. Zahlreiche Städte setzen bereits auf diese neue Technologie und nehmen wasserstoffbetriebene Busse in ihren Fuhrpark auf, sodass der einst so ferne Traum Wirklichkeit wird.
Eine universelle Energiequelle
Wasserstoff-Brennstoffzellen sind äußerst vielseitig. Obwohl jede Zelle nur eine geringe Menge Strom erzeugt, können sie, wenn man sie kombiniert, praktisch alles mit Strom versorgen: einen Computer, einen Zug, ein lokales Kraftwerk – und sie liefern sogar Hilfsstrom für viele Raumfahrzeuge. In Fahrzeugen eingesetzt, bieten sie gegenüber fossilen Brennstoffen mehrere Vorteile. Verglichen mit einem herkömmlichen Verbrennungsmotor wird aus dem Kraftstoff wesentlich mehr Energie gewonnen. Und im Gegensatz zu fossilen Brennstoffen sind Wasserstoff-Brennstoffzellen sehr sauber. Sie produzieren nur Strom, Wärme und Wasser, was zu emissionsfreier Mobilität führt.Für den Antrieb eines Wasserstoffbusses wird eine Kombination aus Brennstoffzellen und Batterien verwendet. Reiner Wasserstoff wird in Speicherzylinder gepumpt, ähnlich wie beim Betanken eines herkömmlichen Autos mit Benzin. Der von der Brennstoffzelle erzeugte Strom lädt die Batterien auf. Diese speichern Strom für zusätzlichen Schub, etwa für starkes Beschleunigen oder eine steile Bergfahrt.
Im Kreislauf
Eine Wasserstoff-Brennstoffzelle besteht aus drei grundlegenden Komponenten: zwei Elektroden und einer Elektrolytmembran. An der negativen Elektrode wird Wasserstoff eingespeist. Jedes Atom spaltet sich in Protonen und Elektronen auf, die unterschiedliche Wege zur positiven Elektrode nehmen. Die Elektronen fließen über einen Stromkreis, während die Protonen die Elektrolytmembran durchqueren. Dort verbinden sie sich mit dem Sauerstoff der Luft und erzeugen Wasser und Wärme.Um zu vermeiden, dass Sauerstoff zur negativen Elektrode überläuft und zu früh auf den Wasserstoff trifft, wird mehr Wasserstoff in den Kreislauf gegeben als eigentlich notwendig. Dieser Überschuss muss daher hinterher wieder entfernt werden. Ein einfache Freisetzung wäre ineffizient und könnte eine explosionsfähige Atmosphäre um die Brennstoffzelle herum erzeugen. Um den Kreislauf zu schließen, führt ein spezieller Kompressor von Busch den Wasserstoff zurück. Er nimmt die überschüssigen Wasserstoffatome an der positiven Elektrode auf und leitet sie an den Anfang des Prozesses zurück. Dort beginnt ihre Reise von vorne: Sie spalten sich auf und verbinden sich wieder, bis sie schließlich den Prozess als Wasser verlassen.