Steigende Treibstoffpreise, knapper werdende Ressourcen und die Sorge um die Umwelt bewegen Forscher und Ingenieure von Airbus und EADS heute zur Entwicklung einer alternativen Energiequelle für die Bordelektrik: Brennstoffzellen-Systeme. Deren hohe Effizienz bei der Umwandlung von Treibstoff in elektrischen Strom birgt das Potenzial, den Treibstoffverbrauch erheblich zu senken. Der grundlegende elektrochemische Vorgang in einer Brennstoffzelle mag relativ einfach sein, die Umsetzung ihrer praktischen Anwendungen jedoch stellte viele Jahre ein unüberwindliches Problem dar. Für große Entwicklungsschübe in der Brennstoffzellentechnik sorgte die NASA durch zahlreiche Forschungsprogramme für ihre Raumfahrtprojekte Apollo und Space Shuttle. In jüngerer Vergangenheit trieb auch die Automobilbranche die Entwicklung voran, um Brennstoffzellen als Antrieb für Autos, Lastwagen und Busse einsetzen zu könen. Gemeinsam ist den Anwendungen in Raumfahrt und Kraftfahrzeugindustrie, dass die dort genutzten Brennstoffzellen mit reinem Wasserstoff laufen, den sie aus Tanks in den Fahrzeugen beziehen. Für den Dauerbetrieb in Linienflugzeugen kommt dieses Verfahren allerdings nicht in Frage. Zwar wurde in Flugversuchen nachgewiesen, dass Strahltriebwerke auch mit Wasserstofgf betrieben werden können, doch wird es in absehbarer Zukunft keine entsprechende Versorgungsinfrastruktur geben. Außerdem erscheint es angesichts des erheblichen Rauminhalts, den ein Wasserstofftank an Bord eines Flugzeugs beanspruchen würde, höchst unwahrscheinlich, dass Wasserstoff jemals die Haupttriebwerke von Verkehrsflugzeugen speisen könnte. Stattdessen planen die Forscher, den im Treibstoff Kerosin enthaltenen Wasserstoff zur Energiegewinnung durch Brennstoffzellen zu nutzen. Hierzu müsste der Wasserstoff erst aus dem Kerosin extrahiert werden, und zwar entweder mitels so genannten Reformers oder durch die partielle Dehydratation. Bevor die Fuel Cell-Technologie in Verkehrsflugzeugen zum Einsatz kommen kann, müssen Brennstoffzellen-Hersteller und Flugzeugbauer deshalb noch einiges an Entwicklungsarbeit leisten. Anstatt sofort Leistungen im Megawatt-Bereich erzielen zu wollen, arbeiten sich die Experten der Integration von Brennstoffzellen-Systemen bei Airbus in Hamburg von kleineren Antriebssystemen schrittweise zu größeren vor. Es wird zunächst ein Demonstrator getestet werden, der nicht die Elektrik des Flugzeuegs versorgt, sondern zur Gewinnung von Daten zum Systembetrieb im Flug genutzt wird. Als nächstes Ziel soll dann die Stauluftturbine (Ram Air Turbine) der Maschine durch eine Brennstoffzelle ersetzt werden. Die Marktreife von Brennstoffzellen-Systemen auf Kerosin-Basis mit ca. 400 kW Leistung als Ersatz für die heutigen Hilfstriebwerke wird in etwa zehn Jahren erwartet. Im Auftrag von Airbus erforscht das EADS Corporate Research Centre zurzeit die Umwandlung von Treibstoffen durch Dehydratation - eine viel versprechende Technologie zur Erzeugung reinen Wasserstoffs durch ein weniger komplexes, sperriges und gewichtiges System.
O2 und H2 zu Strom und Wasser. Brennstoffzellen in der Luftfahrt
O2 and H2 turn to electricity and water. Fuel cells in aeronautics
Planet AeroSpace ; 1 ; 74-78
2007
5 Seiten, 7 Bilder
Article (Journal)
German
Anwendung im Fahrzeugbau , Anwendung in der Elektrotechnik und Elektronik , Anwendung in der Luft- und Raumfahrt , Anwendung in der Wehrtechnik , Brennstoffzelle , Trend (Entwicklung) , Flugzeugelektronik , Bordnetz , Gesamtwirkungsgrad , Kraftstoffverbrauch , Forschungsprogramm , Kerosin , Dehydratation , Reformer
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