Alles Wissenswerte über die Wasserstoff-Brennstoffzelle
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Um den Herausforderungen einer nachhaltigen Mobilität gerecht zu werden, setzt die Renault Group auf Technologien und Antriebe mit geringeren Treibhausgasemissionen, wie beispielsweise rein elektrische Fahrzeuge, aber auch Fahrzeuge mit Wasserstoff-Brennstoffzellen. Durch die Kombination von Brennstoffzellen und „grünem“ Wasserstoff läutet die Gruppe eine neue Ära der Mobilität ein und erschließt neue Lösungen. Die Vorteile eines Wasserstoff-Brennstoffzellenfahrzeugs sind vielfältig: Die Fahrzeuge stoßen nur Wasserdampf aus, fahren geräuschlos und bieten eine Reichweite und Leistung, die mit denen aktueller Verbrennungsmotoren vergleichbar sind, wobei eine Tankfüllung in 3 bis 5 Minuten erfolgt. Wie funktioniert ein Wasserstoff-Brennstoffzellenfahrzeug? Was sind die Herausforderungen dieser neuen Mobilität? Entdecken Sie die neuesten Innovationen der Gruppe in diesem Bereich.
von der Renault Group
Die Brennstoffzelle, auch PAC genannt, ist in der breiten Öffentlichkeit noch weitgehend unbekannt. Als Energieumwandler betrachtet, wandelt sie einen Brennstoff direkt in Energie um und liefert so Strom, Wasser und Wärme.Die Wasserstoffbrennstoffzelle isteine der gängigsten Brennstoffzellen. Sie nutzt Wasserstoff und Sauerstoff als Brennstoffe. Da diese Technologie nur geringe Auswirkungen auf die Umwelt hat, ist sie für Automobilhersteller attraktiv, die nachnachhaltigen Mobilitätslösungen füreine CO₂-ärmere Zukunft suchen. Wie funktioniert sie also konkret und welche Vorteile bietet ihr Einsatz im Alltag?
Wie funktioniert eine Brennstoffzelle?
Die Funktionsweise einer Brennstoffzelle ist relativ einfach: Sie beruht auf einer elektrochemischen Reaktion, der sogenannten Redoxreaktion. Die Brennstoffzelle besteht aus zwei Elektroden: einer oxidierenden Anode, die Elektronen abgibt, und einer reduzierenden Kathode, die Elektronen aufnimmt. Diese beiden sind durch Katalysatoren von einem zentralen Elektrolyten getrennt. Der Elektrolyt kann flüssig oder fest sein; seine Aufgabe besteht darin, den Ionenfluss zu erleichtern.
Bei einer Wasserstoffbatteriewird Wasserstoff in Strom umgewandelt. In der Anode wird der Wasserstoff unter Einwirkung eines Katalysators in Elektronen und Wasserstoffionen aufgespalten. Die Wasserstoffionen wandern durch den Elektrolyten zur Kathode, während die Elektronen einen Stromkreis durchlaufen und sodie elektrische Energieerzeugen,dieden Elektromotorund die Batterieversorgt. In der Kathode verbinden sich der Sauerstoff aus der Luft und die Elektronen aus dem Stromkreis unter Einwirkung des Katalysators wieder zu Sauerstoffionen. Wenn diese auf die Wasserstoffionen aus dem Elektrolyten treffen, bilden sie Wassermoleküle, das einzige Abfallprodukt der Brennstoffzelle. In einem Auto installiert, erzeugt die Brennstoffzelle somit elektrischen Strom, der den Motor antreibt oder die Batterie auflädt, genau wiebei einem Elektrofahrzeug.
Wasserstoffauto versus Elektroauto: Was ist der Unterschied?
Ein Auto mit „Wasserstoff-Brennstoffzelle“ gehört zur Familieder Elektroautos, nutzt jedoch eine besondere Energiequelle, nämlich Wasserstoff. Durch eine einfache chemische Reaktion zwischen Sauerstoff und Wasserstoff versorgt die Brennstoffzelle den Motor mit Strom oder lädt die Batterie auf.
Doch worin besteht der Unterschied zwischeneinem Wasserstoffauto und einem reinen Elektroauto? Bei einem Elektrofahrzeug mit Lithium-Ionen-Batterie wird die elektrische Energie bei jedem Aufladen am Stromnetz „einfach“ in der Batterie gespeichert. Genau darin liegt der Unterschied zumWasserstoffauto.Der für den Antrieb erforderliche Strom wird hier von der Brennstoffzelle aus dem im Fahrzeug gespeicherten Wasserstoff erzeugt. Sie speist eine Batterie, die wiederum den Elektromotor versorgt. Die meistenWasserstofffahrzeuge,die derzeit von den Automobilherstellernangeboten werden, basieren auf diesem Prinzip, das dank der Brennstoffzelle eine hervorragende Ladegeschwindigkeit und eine größere Reichweite bietet.
Was das Betanken mit Wasserstoff betrifft , so erfolgt dies an speziellen Tankstellen mithilfe von Pumpen, die in der Lage sind, den Wasserstoff in Form von Druckgas sehr schnell in den Tank zu befördern.
Grüner Wasserstoff: Was ist das?
Wasserstoff ist eine der technologischen Lösungen, die den Einsatz von Elektrofahrzeugen erleichtern. Damit Mobilität nachhaltig ist, muss der Wasserstoff „grün“ sein, d. h. durch die Elektrolyse von Wasser gewonnen werden. Wenn der für diese Elektrolyse benötigte Strom aus einer nachhaltigen Energiequelle wie Photovoltaik oder Windkraft stammt, ist der gewonnene Wasserstoff kohlenstoffarm.
Vorteile eines Wasserstoff-Brennstoffzellenautos
Ein Wasserstoff-Brennstoffzellenauto bietet zahlreicheVorteile. Es ermöglicht ein uneingeschränktes Fahrerlebnis und bietet alle Vorzüge des elektrischen Fahrens: sofortige Beschleunigung, geräuscharmer Lauf, vibrationsfreies Fahrverhalten sowie die Zufahrt zu emissionsarmen Zonen in bestimmten Innenstädten. Als Ergänzung zum rein elektrischen Angebot bietet die Wasserstofftechnologie den Vorteil, kurze Ladezeiten mit einer CO₂-neutralen Abgasbilanz zu verbinden. Lange Strecken lassen sich so durch schnelles Betanken mit Wasserstoff in 3 bis 5 Minuten zurücklegen, was eine attraktive Alternative zum rein elektrischen Antrieb darstellt.
Die Renault Group und die Wasserstoffbrennstoffzelle
Die Renault Group verfügt über mehr als ein Jahrzehnt Erfahrung in der Entwicklung, Herstellung, dem Vertrieb und dem Kundendienst von Elektrofahrzeugen. Um die CO₂-arme Mobilität weiter voranzutreiben, setzt sie auf innovative Technologienwie die Wasserstoff-Brennstoffzelle.Diese Technologie ist für Renault nicht ganz neu. Bereits 2014 wurde sie erstmals in einem Fahrzeug der Nutzfahrzeugreihe, dem Renault Kangoo Electric Hydrogen, eingesetzt. 2022 kehrt sie mit den Konzeptfahrzeugen Renault Scénic Vision und Alpine Alpenglow auf die Bühne zurück, die über einen einzigartigen Hybridantrieb verfügen,der sowohl elektrisch als auch mit Wasserstoff betrieben wird. Von 2021 bis 2025 geht die Renault Group mit Hyvia noch einen Schritt weiter, ihrem gemeinsam mit Plug Power gegründeten Joint Venture für Wasserstoff, das Anfang 2025 aufgelöst wird, da sich die Ökosysteme für die Wasserstoffmobilität viel zu langsam entwickeln. Schließlich setzt die Gruppe ihre Erkundungen im Jahr 2024 fort und präsentiert das Demofahrzeug Renault Emblème sowie die Prototypen Alpine Alpenglow HY4 und HY6.
*Hyvia, ein Joint Venture im Bereich Wasserstoff, das 2021 von RG gemeinsam mit Plug Power gegründet wurde und Anfang 2025 aufgelöst wurde, da sich die Ökosysteme für die Wasserstoffmobilität viel zu langsam entwickelten.
