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BRENNSTOFFZELL-ANTRIEB
Forscher glauben an Durchbruch bei Wasserstoffspeicherung
Von Holger Dambeck

Autos mit Brennstoffzellen sollen mit einer Tankfüllung mehr als 500 Kilometer fahren können - dank eines neuen Speicherverfahrens. Die Technik ist jedoch noch lange nicht ausgereift. Trotzdem glauben britische Forscher an eine Serienproduktion in den nächsten zehn Jahren.

Automanager setzen große Hoffnungen in die Brennstoffzelle. Die Antriebstechnik hat den Vorteil, dass beim Fahren nur völlig harmloser Wasserdampf entsteht - klimaschädliches Kohlendioxid wird nicht freigesetzt. Die wegen ihrer Spritfresser viel gescholtene Branche stünde plötzlich als Vorbild da. Allerdings hat die Technik, die bereits in Bussen und U-Booten eingesetzt wird, ihre Tücken. Nicht nur die Wasserstoff-Erzeugung belastet die saubere Ökobilanz. Größtes Problem ist die Speicherung des explosiven Gases.

Man kann Wasserstoff unter hohem Druck in große Flaschen abfüllen - oder aber es extrem abkühlen und so verflüssigen. In beiden Fällen muss viel Energie für die Speicherung aufgewendet werden. Deshalb suchen Wissenschaftler nach Alternativen, etwa, indem sie den Wasserstoff in feste Stoffe leiten, die ihn wie ein Schwamm aufsaugen.

Nun vermelden britische Wissenschaftler einen Durchbruch bei der Schwammtechnik. Dank einer Lithiumverbindung als Speichermedium könnten Autos mit Brennstoffzell-Antrieb mehr als 500 Kilometer mit einer Tankfüllung fahren, berichten Peter Edwards von der University of Oxford und seine Kollegen in einer Pressemitteilung. Das Erreichen einer solchen Reichweite sei essentiell dafür, dass in Zukunft ein Massenmarkt für Brennstoffzellen entstehe. Autos mit einem Wasserstoffantrieb, so die Forscher, müssten bisher spätestens nach 300 Kilometern wieder an die Tankstelle.

Zehn Jahre bis zur Serienreife

“Das könnte einer der wichtigen Schritte nach vorn sein, auf den die Brennstoffzell-Branche und die Auto-Industrie gewartet haben”, erklärte Edwards. Die Arbeit könne dazu beitragen, dass Autos mit Wasserstoffantrieb innerhalb der nächsten zehn Jahre reif für die Massenproduktion würden.

Ganz neu ist der Ansatz der britischen Forscher freilich nicht. Die von ihnen verwendete Lithiumverbindung sei unter Forschern schon länger bekannt, sagte Andreas Züttel vom Schweizer Forschungsinstitut Empa im Gespräch mit SPIEGEL ONLINE. Seit kurzem werde sie auch für die Wasserstoffspeicherung untersucht.

Anfangs galten Metallhydride als vielversprechendes Speichermedium. Der Wasserstoff lagert sich darin im Metallgitter ein. Das Problem an diesen Verbindungen ist aber ihre hohe Masse. Ein Wasserstoffatom ist viel leichter als ein Metallatom: Folge: Die Speicherdichte ist ziemlich gering, ein Metallhydrid-Tank extrem schwer.

Etwa vier Kilogramm Wasserstoff benötige ein Auto, um 500 Kilometer weit fahren zu können, sagte Martin Jones im Gespräch mit SPIEGEL ONLINE, der wie Edwards an der University of Oxford forscht. Ein herkömmlicher Hydridspeicher für diese Wasserstoffmenge sei 500 Kilogramm schwer. Die nun untersuchte Lithiumverbindung erreiche theoretisch einen Wasserstoffanteil von elf Prozent - das sei als echter Durchbruch zu werten.

Leichte Elemente verringern Gewicht

Die britischen Forscher nutzten bei ihren Versuchen im Labor kein herkömmliches Metallhydrid. Um Masse zu sparen, arbeiteten sie vielmehr mit einem sogenannten komplexen Hydrid, dass neben Lithium auch die vergleichsweise leichten Elemente Bor und Stickstoff enthält. Dies erhöht die Speicherdichte.

Von einem Test in Autos ist die Lithiumverbindung aber noch weit entfernt. Bislang konnten Edwards und seine Kollegen nur zeigen, dass das Hydrid Wasserstoff freisetzen kann, also den Kraftstoff liefern. Das Einlagern von Wasserstoff, das Tanken, ist bislang noch nicht gelungen. “Die Reversibilität ist ein Problem”, räumt Jones ein. Allerdings sei er optimistisch, dass es gelingen werde, Wasserstoff in die Verbindung einzubringen. “Bei Verbindungen mit leichten Atomen ist die Umkehrbarkeit leichter.”

“Die untersuchte Lithiumverbindung ist ein interessantes Material”, sagte der Schweizer Wasserstoffexperte Züttel, “aber wir stehen erst am Anfang.” Es werde noch Jahre dauern, bis man diese Technik in Autos nutzen könne.

Allzu große Skepsis gegenüber der Wasserstofftechnik hält man an der University of Oxford für nicht angebracht: “Schauen Sie sich an, wie groß Handyakkus in den achtziger Jahren waren und wie klein sie heute sind”, sagte Jones. Die Wasserstofftechnik befinde sich derzeit quasi in ihren Achtzigern, große Sprünge seien möglich.

SPIEGEL ONLINE 2007