Brennstoffzellenfahrzeugen

Brennstoffzellenfahrzeuge (FCEV) sind elektrisch angetriebene Fahrzeuge, deren Antrieb aus einer oder mehreren Brennstoffzellen gespeist wird. Wasserstoff reagiert mit Sauerstoff zu Strom, Wärme und Wasserdampf, und der erzeugte Strom treibt den Elektromotor an. Typischerweise arbeiten FCEVs mit einer Batterie oder einem Superkondensator, um Lastspitzen auszugleichen.

Der Grundaufbau umfasst Brennstoffzellenstacks, Wasserstofftanks, eine Hochvoltelektromaschine, Leistungselektronik, Batteriespeicher und ein Wärmemanagementsystem. Die Steuerung koordiniert den Energiefluss zwischen Brennstoffzellensystem, Batterie und Antrieb, während Wärme- und Temperaturmanagement zur Betriebstemperatur der Zellen beitragen.

Wasserstoff wird unter Druck gespeichert (typisch 350–700 bar). Die Zellen liefern Strom, die Reichweite hängt von Tankgröße, Fahrzeuggewicht und Nutzlast ab; typische Werte liegen im Bereich von mehreren hundert Kilometern. Die Betankung dauert nur wenige Minuten, was FCEVs gegenüber vielen Batterieelektrischen Fahrzeugen in Bezug auf Refueling-Zeiten konkurrenzfähig macht. Die Infrastruktur für Wasserstofftankstellen ist jedoch noch uneinheitlich ausgebaut.

Vorteile und Herausforderungen: Der Betrieb emittiert im Fahrbetrieb lediglich Wasser; FCEVs bieten schnelle Betankung und potenziell größere Reichweiten je nach Modell. Herausforderungen sind hohe Systemkosten, begrenzte Wasserstoffinfrastruktur, Durability der Brennstoffzellen, Sicherheit und die Umweltbilanz der Wasserstoffproduktion.

Stand der Technik: Modelle wie Toyota Mirai, Hyundai Nexo und Honda Clarity demonstrieren die technische Machbarkeit. Der Markthochlauf hängt von weiteren Kostensenkungen, Investitionen in Infrastruktur, regulatorischen Rahmenbedingungen und der Umweltbilanz der Wasserstoffproduktion ab.