Eine große Gemeinsamkeit der Brennstoffzellenantriebe mit den verbrennungsmotorischen Antrieben ist, anders als bei Elektroantrieb, die räumliche Trennung der Energiewandler vom Energiespeicher. Im Vergleich mit diesen Antrieben hat die Brennstoffzelle Vorteile durch den hohen elektrischen Wirkungsgrad, geringe Schadstoff- und Geräuschemissionen, mechanische Einfachheit, geringen Wartungsaufwand, gute Fahrleistungsregelung und durch eine einfache Auspuffanlage. Für mobile Anwendung ist vor allem die PEM-Brennstoffzelle geeignet. Sie hat einen festen Elektrolyten, eine protonenleitende Folie. Der Arbeitstemperaturbereich von 20 bis 120 Grad C kommt einem Einsatz im Fahrzeug entgegen. Verwendet werden Edelmetallkatalysatoren. Die PEM-Zelle besitzt zudem ein hohes Leistungsdichtepotential. Die generelle Machbarkeit und prinzipielle Eignung der Brennstoffzelle für Fahrzeugantriebe demonstrierte Mercedes-Benz auf Basis eines Transporters. Das Brennstoffzellensystem wurde mit 12 Stacks der Firma Ballard-Power-Systems ausgerüstet und hat eine Nettoleistung von 40 kW. Das Leistungsgewicht dieses Brennstoffzellensystems, einschließlich der zum Betrieb notwendigen Peripherieaggregate liegt bei dem derzeitigen technologischen Stand bei etwa 20 kg/kW. Während das heutige System noch groß und schwer ist, wird eine Reduktion um den Faktor 4 bis 5 angestrebt. Die Beschleunigungszeiten von 0 auf 50 km/h sind infolge der großen Fahrzeugmasse jedoch nur bescheiden. Das Fahrzeug ist mit einem neuartigen Druckwasserstofftank aus faserverstärktem Verbundmaterial ausgerüstet, der eine Reichweite von l30 km zuläßt. Um ein einwandfreies Funktionieren bei KFZ-spezifischen Umgebungsbedingungen, gekennzeichnet durch den Temperaturbereich von -30 Grad C bis 60 Grad C, zu gewährleisten, ist jedes Teilsystem des Antriebes, also die Brennstoffzelle wie auch der Methanolreformer und der Elektromotor, separat und im Wechselspiel der Teilsysteme zueinander gründlichst zu analysieren und zu prüfen.
Neuester Stand und Entwicklungstendenzen von BZ-Fahrzeugen
1995
17 Seiten, 14 Bilder, 12 Quellen
Conference paper
German
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