In Deutschland rollt der erste Zug mit Brennstoffzelle

Der erste Elektrotriebwagen, der seinen Strom aus einer Brennstoffzelle bezieht, steht kurz vor dem Praxiseinsatz. Der Coradia iLint des französischen Herstellers Alstom wird auf der Strecke Buxtehude-Cuxhaven eingesetzt. Der Wasserstoff, den die Brennstoffzelle benötigt, wird in Druckflaschen mitgeführt. Diese benötigen eine Menge Platz, weil sie dickwandig sein müssen. Der Druck liegt bei mehreren 100 bar.

Künftig geht es einfacher. Dann wird der Wasserstoff, ähnlich wie Diesel, in einen ganz normalen Tank gefüllt, in dem Umgebungsdruck herrscht. Das Gas wird dazu in einer Chemikalie, etwa Dibenzyltoluol, unter Druck und bei einer Temperatur von 100 bis 200 Grad Celsius aufgelöst. Ein Liter dieser öligen Flüssigkeit, die als Dielektrikum und als Wärmeträger genutzt wird, bindet 650 Liter Wasserstoff. Das entspricht zwei Kilowattstunden. Diesel hat allerdings einen sechsmal höheren Energieinhalt.

Wasserstoffträger wird immer wieder genutzt

Wen der flüssige organische Wasserstoffträger (liquid organic hydrogen carriers, LOHC) erhitzt wird, gibt er das Gas wieder frei, sodass es in der Brennstoffzelle in Strom umgewandelt werden kann. Der Wasserstoffträger kann dann erneut Gas speichern.

Hier setzt ein Projekt des Helmholtz-Instituts Erlangen-Nürnberg (HI ERN), einer Außenstelle des Forschungszentrums Jülich an. Die Forscher entwickeln eine Anlage zur Freisetzung von Wasserstoff aus LOHC, die den Belastungen im mobilen Einsatz, etwa an Bord eines Zuges, gewachsen ist. Sie muss zudem wechselnde Belastungen aushalten. Beim Anfahren oder auf Steigungsstrecken benötigt der Elektroantrieb mehr Strom als bei konstanter Fahrt im Flachland.

Brennstoffzelle soll LOHC schlucken

Zweites Ziel ist die Entwicklung einer Brennstoffzelle, die LOHC direkt schluckt und in Strom verwandelt. In den Labors laufen bereits erste Prototypen. Der Einsatz des unproblematischen Wasserstoffträgers könnte den Bahnverkehr umweltverträglich machen. Immerhin 40 Prozent der Strecken sind nicht elektrifiziert. Dort fahren Dieselzüge, die wegen der Emissionen an Feinstaub und Stickstoffdioxid die Atmosphäre belasten.

LOHC ist interessant, weil keine neue Infrastruktur nötig ist. Der Wasserstoffträger benötigt die gleichen Vorratstanks und Pumpen wie Diesel. Für das Befüllen von Drucktanks mit gasförmigem oder Isoliertanks mit tiefgekühltem flüssigen Wasserstoff sind dagegen völlig neue Tanksysteme nötig. Zudem kann LOHC mit normalen Tankwagen transportiert werden. Möglich ist auch die Versorgung von Wasserstofftankstellen, die das Gas vor Ort freisetzen, um Fahrzeuge zu betanken, die fast alle mit Drucktanks ausgestattet sind.

via FZ Jülich