Brennstoffzellenfahrzeuge

Brennstoffzellenfahrzeuge (FZV) sind elektrisch angetriebene Fahrzeuge, die Wasserstoff als Energiequelle nutzen. In der Brennstoffzelle wird chemische Energie aus Wasserstoff direkt in elektrische Energie umgewandelt, die den Antriebsmotor antreibt. Typischer Aufbau: Wasserstofftanks, Brennstoffzellenstack, ein Energiespeicher wie eine Batterie oder ein Superkondensator, sowie Steuer- und Ladesysteme. Die Fahrzeuge nutzen den Brennstoffzellenstrom zur Versorgung des Elektromotors; der Energiespeicher dient als Puffer und zur Rekuperation.

Bei der Nutzung entstehen am Fahrzeug keine Schadstoffe außer Wasser, wodurch Brennstoffzellenfahrzeuge lokal emissionsfrei betrieben werden. Die Reichweite liegt typischerweise im Bereich mehrerer hundert Kilometer, und das Tanken erfolgt in wenigen Minuten, ähnlich wie bei herkömmlichen Fahrzeugen mit Verbrennungsmotor. Die Tankinfrastruktur ist jedoch noch weniger entwickelt als die von Tankstellen für fossile Kraftstoffe.

Die Umweltbilanz von FZV hängt stark von der Herstellung des Wasserstoffs ab. Grüner Wasserstoff, der durch Elektrolyse mit erneuerbaren Energien gewonnen wird, bietet das größte Potenzial für eine klimafreundliche Bilanz. Wasserstoff kann auch aus fossilen Quellen oder Kohlenstoff abbauepotenzialen stammen, was die Gesamtbilanz beeinflusst.

Vorteile gegenüber batterieelektrischen Fahrzeugen umfassen längere Reichweiten, schnelleres Tanken und bessere Eignung für schwere Nutzfahrzeuge oder Flotten mit hohem Einsatzprofil. Herausforderungen sind hohe Kosten für Brennstoffzellen- und Wasserstofftechnologie, der Aufbau einer effizienten Infrastruktur sowie Energieverluste in Erzeugung, Transport und Umwandlung.

Beispiele für Serienmodelle sind Toyota Mirai, Hyundai Nexo und Honda Clarity Fuel Cell; in vielen Märkten befinden sich FZV überwiegend in Pilot-, Test- oder Flotteneinsätzen.