Wasserstoff
20.04.2018

Forscher planen Brennstoffzellenzüge mit „flüssiger Pfandflasche“

Foto: Jutta Maier
Der Brennstoffzellen-Zug Coradia iLint steht kurz vor der Zulassung. Allerdings muss zur Betankung eine neue Wasserstoff-Tankanlage gebaut werden.

Bindet man Wasserstoff in einer Spezial-Flüssigkeit, könnte die bisherige Tankstelleninfrastruktur weiter genutzt werden. Bayern will die Technologie aus dem Labor auf die Schiene bringen.

Der Coradia iLint steht kurz vor der Zulassung. Im Sommer sollen die ersten Exemplare des Brennstoffzellenzuges des Bahntechnik-Anbieters Alstom in Niedersachsen rollen. Andere Bundesländer wie Hessen wollen auf ihren Bahnstrecken ebenfalls wasserstoffbetriebene  Zügen einsetzen. Der Haken: die bisher nicht vorhandene Tankstelleninfrastruktur, um den Wasserstoff (H2) in die Züge zu bekommen.

Anzeige

„Für die Betankung der Züge mit Druckwasserstoff oder tiefkalt verflüssigtem Wasserstoff müsste an den Versorgungshöfen eine völlig neue Infrastruktur aufgebaut werden“, erklärt Prof. Peter Wasserscheid, Leiter des Helmholtz-Instituts Erlangen-Nürnberg für Erneuerbare Energien. Deshalb forscht sein Institut nun an einer Alternative, bei dem die bestehende Tankinfrastruktur weitestgehend genutzt werden könnte: Mit der LOHC-Technologie.

Anzeige

Ölige Substanz

LOHC ist die Abkürzung für „Liquid Organic Hydrogen Carrier“. Es handelt sich um eine ungefährliche organische Trägerflüssigkeit, die den Forschern als eine Art flüssige Pfandflasche für Wasserstoff dient. Ein einziger Liter bindet nach ihren Angaben mehr als 650 Liter Wasserstoff. LOHC ist eine ölige Substanz, die Benzin oder Diesel ähnelt und sich mit Tanklastern und Zügen einfach transportieren lässt. Zwar ließen sich damit auch Wasserstoff-Tankanlagen betanken. Doch deren Aufbau ist aufwändig und teuer, weshalb die Forscher den LOHC-Träger direkt in die Züge tanken wollen.

Prinzip des Liquid Organic Hydrogen Carrier (LOHC) Grafik: Forschungszentrum Jülich/SeitenPlan

„Der Wasserstoff wird dann anschließend im Fahrbetrieb an Bord des Zuges freigesetzt und in einer Brennstoffzelle verstromt“, sagt Projektkoordinator Patrick Preuster. Für diese „katalytische On-Board-Dehydrierung“ ist an den Apparaten zur Freisetzung des Wasserstoffs noch Entwicklungsarbeit nötig. Die Technik muss kleiner und leichter, gleichzeitig aber leistungsfähiger werden, um mit dynamischen Lastwechseln klar zu kommen. Denn insbesondere vor Anfahrten und Anstiegen wird besonders viel Leistung – und damit H2 – benötigt. 

Direkt-Brennstoffzelle ist noch innovativer

Noch innovativer ist ein zweiter Ansatz, den die Forscher verfolgen: Eine Direkt-Brennstoffzelle auf LOHC-Basis, die elektrische Energie direkt aus beladenem LOHC erzeugen kann. Dann wäre kein zusätzlicher Apparat mehr nötig, um den Wasserstoff an Bord des Zuges katalytisch freizusetzen. Erste Prototypen solcher Direkt-LOHC-Brennstoffzellen werden in den Labors des Helmholtz-Instituts, einer Außenstelle des Forschungszentrums Jülich, bereits betrieben. „Die Ergebnisse sind sehr vielversprechend“, heißt es. 

Das Forschungsprojekt begann bereits im Januar und dauert drei Jahre. Wenn alles läuft wie geplant, soll im kommenden Jahr ein deutlich größeres Demonstrationsprojekt starten. Das Ziel: die Entwicklung eines ersten Zugdemonstrators   innerhalb von fünf Jahren. Zudem streben die Wissenschaftler eine intensive Kooperation mit der Industrie an, die an den neuen Konzepten großes Interesse zeigen soll. Das Projekt wird vom bayerischen Wirtschaftsministerium im Zuge der „Bayerischen Elektromobilitäts-Strategie“ mit drei Millionen Euro gefördert. Erhält die Technologie die Zulassung, soll sie im Personennahverkehr getestet werden. 

Mehr als 40 Prozent des deutschen Bahnnetzes sind noch nicht elektrifiziert. Und selbst auf einigen elektrifizierten Abschnitten fahren aufgrund des Linienzuschnitts Fahrzeuge mit Diesel-Antrieb. In vielen anderen europäischen Ländern wie etwa der Schweiz oder Österreich sind Dieselzüge dagegen bereits die Ausnahme. Die Elektrifizierung per Oberleitung ist jedoch kostspielig und langwierig und bietet sich nicht für alle Strecken an. Die Alternative sind Wasserstoff-Züge. Diese stoßen weder Dieselruß noch Stickoxide aus. Wenn der Wasserstoff aus regenerativen Quellen kommt, ist er zudem auch CO2-neutral.

Lesen Sie auch: Hessen lässt ersten Brennstoffzellen-Zug fahren

Jutta Maier
Keywords:
Brennstoffzelle | Brennstoffzellenzug | Alstom | Bayern | LOHC | Wasserstoff
Ressorts:
Technology

Neuen Kommentar schreiben

 

bizz energy – Sommer 2018

Die aktuelle Ausgabe gibt es bei unserem Abonnentenservice unter bizzenergy@pressup.de sowie als E-Paper bei iKiosk oder Readly.

 
 

bizz energy Research

Energie, Digitalisierung und Mobilität.
Unsere Factsheets bieten visualisierte Daten, liefern Fakten und stellen Zusammenhänge zu den Top-Themen der Energiewende dar.


Mehr Informationen