Eine Wasserstoff-Tankstelle, die in eine Garage passt

Eine Wasserstoff-Tankstelle, die in eine Garage passt

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Wenn Verbraucher zögern, auf alternative Antriebe zu setzen, dann wird ein Grund immer wieder genannt: die ausbaufähige Ladeinfrastruktur. Herrscht bei Ladesäulen für Autos mit Batterien schon Nachholbedarf, dann ist dieser bei Autos mit Brennstoffzellen noch gravierender. Forscher aus der Schweiz wollen das ändern, wie das Technologieunternehmen Freudenberg berichtet.

Wasserstoff treibt Elektroautos mit Brennstoffzellen an, ohne CO2-Emissionen zu verursachen. 2019 gab es weltweit allerdings erst 432 Wasserstoff-Tankstellen. Selbst wenn sich deren Anzahl in den vergangenen fünf Jahren vervierfacht hat, so sind sie nicht einmal ansatzweise ausreichend, um Brennstoffzellenfahrzeuge für die breite Masse attraktiv erscheinen zu lassen. Die meisten Wasserstoff-Tankstellen finden sich in Japan mit 114, gefolgt von Deutschland mit 87. Kalifornien kommt als US-Hotspot auf immerhin 48. In der Schweiz bieten gerade einmal zwei Tankstellen Wasserstoff an. Eine dritte steht vor der Inbetriebnahme. Trotz dieser überschaubaren Quote kommen aus der Schweiz Signale, die dem Wasserstoff und damit der Brennstoffzelle auf die Sprünge helfen könnten: in Form einer Minitankstelle in der heimischen Garage.

Professor Andreas Züttel von der Technischen Hochschule EPFL in Lausanne hat an der Innovation mitgewirkt, die Ende 2019 international aufhorchen ließ. Der Clou des etwa kühlschrankgroßen Geräts ist, dass in ihm ein Metallhydrid den Wasserstoff speichert wie ein Schwamm. Soll der gespeicherte Wasserstoff zum Betanken eines Brennstoffzellen-Fahrzeugs genutzt werden, dann wird der Speicher erwärmt. Daraufhin baut sich der notwendige Druck auf, um den Wasserstoff zu verflüssigen, sodass er in den Tank strömen kann. Wasserstoff würde damit zuhause genauso verfügbar sein, wie Strom für Elektroautos.

Daneben könnten Hausbesitzer überschüssigen Wasserstoff auch an Dritte verkaufen. Der Metallhydrid, der im HyCo genannten Prototypen eingesetzt wird, kann rund fünf Kilogramm Wasserstoff aufnehmen. Das wäre genug, um damit einen standardisierten Autotank zu füllen. Zudem reiche der Metallhydrid für 40.000 Zyklen, ganz ohne Wartung.

Sinnvolle Ergänzung zu Wasserstoff-Tankstellen

Der Prototyp beseitige einige der bisherigen Schwächen auf einen Schlag. Bislang erfordert das Speichern von Wasserstoff viel Fläche und dessen Komprimieren verschlingt reichlich Strom. HyCo speichert und verdichtet Wasserstoff jedoch in einem Schritt und benötigt dazu lediglich Wärme, die sich durch Sonnenenergie gewinnen ließe. Letztlich erscheint sogar ein geschlossener Kreislauf denkbar. Solarzellen auf dem Dach des Eigenheims erzeugen Energie, die ein Elektrolyseur nutzt, um aus Wasser Wasserstoff zu erzeugen. Der Wasserstoff würde anschließend im Metallhydrid gespeichert. Von dort ließe er sich nicht nur zum Betanken von Brennstoffzellenautos nutzen, sondern auch als Energiequelle für den Haushalt.

Ein wichtiger Faktor der Neuentwicklung ist der Metallhydridtank. Er ist laut Professor Züttel dünnwandig genug, um sich gut erwärmen zu lassen, aber dennoch robust genug, um hohen Druck auszuhalten. Wie es um die Chancen steht, HyCo zu einer ernsthaften Alternative für Verbraucher zu machen, werde nicht zuletzt davon abhängen, ob er zu vertretbaren Preisen auf den Markt kommt. Der Ansatz, private Mini-Tankstellen zu einer sinnvollen Ergänzung öffentlicher Wasserstoff-Tankstellen werden zu lassen, hat jedenfalls Charme. Der grüne Treibstoff könnte so deutlich an Popularität gewinnen.

Quelle: Freudenberg — Pressemitteilung vom 26.05.2020

Über den Autor

Michael Neißendorfer ist E-Mobility-Journalist und hat stets das große Ganze im Blick: Darum schreibt er nicht nur über E-Autos, sondern auch andere Arten fossilfreier Mobilität sowie über erneuerbare Energien und Nachhaltigkeit im Allgemeinen.

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Hier mal eine Brennstoffzellenstation mit Wasserstoffspeicher für eine Hausversorgung. Das Teil kostet 90.000€ plus Photovoltaik. Der Hausbesitzer betreibt seie Fahrzeuge aber lieber mit Strom.

https://www.youtube.com/watch?v=4ZgiXdgoliE

Warum immer nur auf dem Wasserstoff herum reiten?
Warum auch immer auf nur ein Konzept versteifen?

Was imo eines der größten Probleme der Deutschen ist, das sie wie Schafe alle einem Leithammel hinterher rennen wollen.
Wie war es damals vor 40 Jahren, die Ölkrise, die zu Fahrverbot führte?
Innerhalb kurzer Zeit kamen relativ sparsame und leichte Diesel-Motoren auf den Markt. Der Wirkungsgrad dieser Motoren wurde kontinuierlich verbessert und steht kurz vor dem maximal erreichbaren. Andere Antriebskonzepte entwickelten sich nur mühsam weiter oder fristeten nur ein Nischendasein, CNG hat sich nie richtig durchgesetzt, aber ist auch nicht in der Versenkung verschwunden.
Otto-Motoren wurden nicht großartig weiterentwickelt, aber haben noch viel Potential.
Da sind uns die Japaner um einiges voraus. Bei denen fristet die Diesel-Technologie eher ein Schattendasein.
FCEV-Fahrzeuge in Serienreife gibt es schon seit langem in deren Portfolio.

Intressant in diesem Bereich ist auch das Konzept von Power2Gas, welches nicht nur Wasserstoff produziert, sondern z.B. Methan (Erdgas), was problemlos über vorhandene Infrastrukturen in Deutschland verteilt werden kann.
Einzig das dafür benötigte Kohlendioxid müsste noch aus der Luft statt aus Vergärung gewonnen werden.

Imo ist das der sinnvollste Übergangsweg weg von den fossilen Brennstoffe.
In alter Technik lässt sich CNG genauso verwerten wie auch in CNG FC.
Auch die forcierten Gas-Kraftwerke können damit betrieben werden.

Potential ist in vielen Energieträgern vorhanden, auch in den klassischen.
Das Potential kann aber nur ausgeschöpft werden, wenn man nicht nur wenige als die Heilsbringer ansieht, sondern eine möglichst große Vielfalt erreicht.
Jedes Energie-Konzept hat seine Berechtigung in irgendwelchen Bereichen, selbst der „schmutzige“ Diesel oder das Kerosin.
An einem Weg aus Wasserstoff und Kohlendioxid Kerosin zu gewinnen wird zur Zeit geforscht und entwickelt, Benzine lassen sich so schon herstellen, einzig das selbe Problem wie bei Power2Gas gibt es auch hier.

Wir haben so viele Ideen in den Startlöchern, die einfach nur weiter geführt werden müssen. Technisch ist da noch vieles möglich, politischer Natur ist da eher das Problem was es zu lösen gilt. Lobbyismus der Energie-Riesen, der Technik-Konzerne und aller anderen, die ihre Felle wegschwimmen sehen. Die sich auf große Massen mit technischen Monokulturen eingeschossen haben, statt sich breitgefächert aufzustellen und ihre Gewinne zwar etwas zu verringern, dafür aber langfristig zu sichern.

Wir leben von Monat zu Monat, Quartal zu Quartal, Jahr zu Jahr, Legislatur zu Legislatur, statt von Dekade zu Dekade oder gar längere Zeiträume.
Nur so lassen sich nachhaltige Konzepte etablieren.
Wir haben kein technisches Problem was es zu lösen gilt, sondern ein sozial- und marktwirtschaftliches Problem, das der Lösung bedarf.

Und dieser Vorschlag kommt von einer Hochschule aus Lausanne. Hier ist offenbar kein einziger E Automobiltechniker dabei. Sonst wüssten sie das was heut fast jeder weiss, H2 kommt für LKW s Traktoren und Schiffe in Frage. Soviele Stromumwandlungen mit einer Technik im Keller als Speicher zum Antrieb von e Autos ist lachhaft und nicht rentabel. Jedes e Auto hat selber einen Speicher. Speichern ,Speichern ist out.
Es heisst Energie , just in time, und zwar möglichst vor Ort produziert. Sonne scheint am Tag. Wind und Wasser produzieren Strom für die Nacht .

Eine Technik, die hier viele vergessen ist V2G.
Man stelle sich nur vor, man kann sein Auto tagsüber auf der Arbeit laden (mit PV Strom) und abends diesen Strom im eigenen Haushalt nutzen.
Das Auto fungiert tagsüber auf dem Firmenparkplatz als Pufferspeicher für das Stromnetz. Für die Batterie des Autos ist dies sogar förderlich wie aktuelle Messungen belegen. Zusätzlich wird diese Regelenergieleistung vergütet.
Bei einer Anzahl von angenommen 1 Mio Autos bidirektional am Stromnetz haben wir eine Speicherkapazität, die die Kapazität aller Pumpspeicherkraftwerke zusammen deutlich übertrifft. Gaskraftwerke zur Erzeugung von Strom-Peaks werden nicht mehr gebraucht.

Für die Firma bedeuten viele Autos auf dem Firmenparkplatz eine phantastische Möglichkeit die Stromspitzen in der Firma abzufangen und so die Stromkosten zu senken.
Für die Autobauer wäre das ein zusätzlicher Nutzen für Ihre Autos und mit Sicherheit ein Exportschlager.

Technisch ist das heute alles kein Problem, es stehen nur Regularien, Abgaben, und gierige Stromerzeuger-Konzerne dagegen.

Angesichts der Wasserstoff Initiative könnte das doch eine sinnvollere Förderung sein, als alte Verbrenner-Technologie ewig lange zu unterstützen. Ist ne Super-Alternative zu E-Autos, gerade was die Reichweite angeht

Hallo zusammen,

Ich finde es schlimm das es immer wieder Menschen gibt die der Elektromobilität mit Batteriespeicher für die einzig sinnvolle Lösung halten. Mal ganz Ehrlich schaut ihr Euch die E2E gesamt ökologische Bilanz von batteriebetriebenen Elektrofahrzeugen überhaupt an. Schaut man sich die aktuelle Entwicklung mit der Brennstoffzelle an, dann ist es aus meiner Sicht genau die richtige Richtung.

Ich denke das es in naher Zukunft ganzheitliche Lösungen geben wird, so das ich aus Solarenergie zuhause Wasserstoff zur Selbstversorgung generiere, die man in entsprechenden Tanks (siehe Entwicklungen der Universitäten in der Schweiz, Deutschland, etc.) einlagert (sogar auch ohne die hohen drücke aktueller Lösungen). Das ist allemal Besser als es ins Stromnetz ein zu speisen oder in teuren Batterieanlagen mit schlechter gesamt Ökobilanz zu speichern. Damit wäre eine gute Basis zur privaten Autarkie gegeben – Strom, Heizung, Klima und Auto – alles aus selbst erzeugter Solar-Energie.

Das ist eine Lösung, mit der ich mich identifizieren kann und die ich unterstütze.

BTW: Vor vielen Jahren wollten wir aufgrund der Schlechten Ökobilanz von Batterien und Akkus weg – irgendwie geht es in einigen Bereichen in die falsche Richtung.

Ein Argument, dass eher selten mit Wasserstoff genannt wird, ist, dass man ihn nicht mit der „geringen“ Ergiebigkeit unserer „deutschen“ Sonne produzieren müsste. Man könnte ihn in der Wüste produzieren und dann weltweit dorthin produzieren, wo er benötigt wird!

* Schlechtere Energiebilanz durch Umwandlung fällt durch die höhere Produktion nicht mehr ins Gewicht
*Es müssen keine Stromspitzen abgefangen werden zu Zeiten in denen eher weniger Strom gebraucht wird ( Einspeisung durch Privathaushalte tagsüber)
*Bessere Rohstoffnutzung, da die PV Paneele eine höhere Auslastung hätten
* Man gibt den Ölländern eine ökonomische Alternative (autark sein ist toll, aber halt nicht für jeden realistisch)

Und zusätzlich hätte ich gerne eine Wasserstoff Zapfsäule in meiner eigenen Garage

Ein Argument, dass eher selten mit Wasserstoff genannt wird, ist, dass man ihn nicht mit der “geringen” Ergiebigkeit unserer “deutschen” Sonne produzieren müsste. Man könnte ihn in der Wüste produzieren und dann weltweit dorthin transportieren, wo er benötigt wird!

* Schlechtere Energiebilanz durch Umwandlung fällt durch die höhere Produktion nicht mehr ins Gewicht
*Es müssen keine Stromspitzen abgefangen werden zu Zeiten in denen eher weniger Strom gebraucht wird ( Einspeisung durch Privathaushalte tagsüber)
*Bessere Rohstoffnutzung, da die PV Paneele eine höhere Auslastung hätten
* Man gibt den Ölländern eine ökonomische Alternative (autark sein ist toll, aber halt nicht für jeden realistisch)

Und zusätzlich hätte ich gerne eine Wasserstoff Zapfsäule in meiner eigenen Garage

Guten Tag liebe Pessimisten und Zweifler,
ich weiß der Beitrag ist schon etwas älter, doch dafür gibt es auch neue Entwicklungen auf dem Markt. Denn seit sommer 2020, also nahezu parallel zur veröffentlichung dieses Artickels, sind die Ersten Heimspeicherlösungen auf Wasserstoffbasis in Betrieb. Siehe: https://www.homepowersolutions.de/referenzen/. Also nicht in 5Jahren sondern Heute!
Gut das System hat seinen Preis. Doch denke ich sind 50-60T€ für ein Gesamtenergiekonzept mit sehr hohem Autarkiegrad nicht unbezahlbar.
Vor diesem Hintergrundwissen, ist die Garagentankstelle nur ein weiterer Baustein, Richtung Dezentralisierung und Selbsbestimmtheit.
Welche technischen und bürokratischen Hürden noch zu bewältigen sind lässt sich für mich nur erahnen.
Für mich bin ich mir zimlich sicher das mein nächstes Auto keine Feststoffbatterie als Energieträger nutzt. Doch ob H2, Bio-Methan oder ganz was anderes das weiß ich noch nicht. Was leider viele vergessen beim Thema regenerative Energieen ist, dass das effektive Nutzen vorhandener Recourcen das Umweltschonenste ist.
Also lasst eurer Geräte lieber noch einmal Reparieren auch wenn es scheinbar unwirtschaftlich oder aus der Mode ist. Die Umwelt wird es euch danken!

Fröliche Festtage.

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