Das Rennen um die Ablösung der aktuellen Generation benzinfressender Fahrzeuge hat begonnen, wobei die britische Regierung kürzlich zugesagt hat, den Verkauf aller neuen Benzin- und Dieselautos bis 2040 einzustellen.
Während Plug-in-Elektroautos und Hybridfahrzeuge als Ersatz im Rennen sind, glauben viele, dass die Zukunft in Autos mit Wasserstoff-Brennstoffzellen liegt. Und eine Reihe von Autofirmen sind bereits in diesem Bereich vorgedrungen.
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Was ist eine Brennstoffzelle?
Brennstoffzellen erzeugen Strom aus einer chemischen Reaktion und wurden bereits in den 1830er Jahren entwickelt. Sie wurden mehr als ein Jahrhundert später von der NASA kommerziell genutzt, um Strom für Satelliten und Raumkapseln zu erzeugen.
Im Gegensatz zu herkömmlichen Batterien, die zur Aufrechterhaltung der Leistung auf in der Zelle gespeicherte Chemikalien angewiesen sind, verwenden Brennstoffzellen einen konstanten Brennstofffluss in die Zelle. Die meisten Brennstoffzellen verwenden Wasserstoff und Sauerstoff.
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Eine einzelne Brennstoffzelle hat ungefähr die gleiche Leistung wie eine einzellige Trockenbatterie, die nicht einmal einen Laptop mit Strom versorgen kann. Um Autos anzutreiben, werden Brennstoffzellen gestapelt und miteinander verbunden.
Anstatt sich auf Benzin oder Diesel zu verlassen, kombinieren Brennstoffzellenfahrzeuge (FCVs) Wasserstoff mit Sauerstoff, um Strom für den Antrieb des Motors zu erzeugen.
Wie funktionieren Brennstoffzellen?
Fahrzeuge mit Brennstoffzellenantrieb, wie der Mirai von Toyota oder der Honda Clarity FCV, vereinen die Eigenschaften eines Autos mit Verbrennungsmotor und Batterie. Strom wird aus Kraftstoff in einem Tank erzeugt, aber der Kraftstoff ist Wasserstoff anstelle von flüssigem Benzin oder Diesel. Typische Motoren verbrennen jedoch Kraftstoff, während Brennstoffzellen chemisch mit Sauerstoff in der Luft verschmelzen und Wasser produzieren – das einzige Abfallprodukt, das bei diesem Prozess anfällt.
Es gibt verschiedene Arten von Brennstoffzellen, aber die allgemein gesehenen Autos werden als Polymeraustauschmembran oder Protonenaustauschmembran bezeichnet. Sie haben einen ähnlichen Aufbau wie eine Batterie mit einem Pluspol, Minuspol und einem Elektrolyt, der die beiden trennt.
So wie eine wiederaufladbare Batterie kann die Brennstoffzelle betrieben werden, solange sie über eine Stromquelle verfügt. Der Strom dafür kommt aus einer elektrochemischen Reaktion zwischen Wasserstoff und Sauerstoff, der immer in der Luft vorhanden ist. Solange Wasserstoff verfügbar ist, kann die Zelle laufen.
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Warum sind Brennstoffzellen gut für Autos?
Im Gegensatz zu Verbrennungsmotoren, die schädliches Kohlendioxid in die Atmosphäre abgeben, produzieren Brennstoffzellen nur Wasser und Wärme als Nebenprodukte und sind damit umweltfreundlicher.
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Sie produzieren auch weniger Geräusche als Motoren, die auf Motoren laufen, was bedeutet, dass das Nickerchen auf dem Beifahrersitz viel ruhiger sein kann.
Was ist der Haken?
Während Brennstoffzellen selbst kein Kohlendioxid produzieren, kann die Produktion des verwendeten Wasserstoffs zu Umweltverschmutzungen führen, da der größte Teil derzeit aus fossilen Brennstoffen hergestellt wird und Kohlendioxid freisetzt.
Wasserstoff kann auch durch Elektrolyse von Wasser hergestellt werden, und obwohl dieser Prozess durch erneuerbare Energiequellen wie Windkraft angetrieben werden kann, wird der größte Teil des Wasserstoffs immer noch aus lästigen fossilen Brennstoffen hergestellt.
Außerdem sterben Gewohnheiten schwer. Die Gesellschaft ist es gewohnt, Autos mit Benzinmotor zu produzieren, was bedeutet, dass sie im Allgemeinen billiger, besser getestet und zuverlässiger sind. Es ist auch viel einfacher, Ihr benzinbetriebenes Auto zu reparieren – wie viele Werkstätten haben Sie Werberabatte für Brennstoffzellen-Check-ups gesehen?
