Der Weg zu leistungsstarken Brennstoffzellen
Visionäre träumten immer davon, schwere Nutzfahrzeuge mit Super-Brennstoffzellen betreiben zu können, angefangen bei großen Autos und Lastwagen bis hin zu Zügen und Wasserfahrzeugen. Dank der Bemühungen des Projekts "Fuel cell power trains and clustering in heavy-duty transports" (Felicitas) ist eine derartige Vision nun auch ins Visier der Wissenschaft geraten. Das Projekt arbeitete unter Verwendung von Polymerelektrolytbrennstoffzellen (PEFC, Polymer Electrolyte Fuel Cells) und Festoxidbrennstoffzellen (SOFC, Solid Oxide Fuel Cells) an der Entwicklung von Brennstoffzellentechnologien für den schweren Straßen-, Schienen- und Seeverkehr. Dabei wurden Zellen angestrebt, die eine elektrische Leistung von über 200 kW und eine Betriebszeit von mehr als 10.000 Stunden aufweisen und einen Systemwirkungsgrad von über 60 % erreichen. Dazu machte man sich die Protonaustauschmembran-Technologie (PEM) zu Nutze, die schließlich sogar bei schweren Nutzfahrzeugen wie Stadtbussen zum Einsatz kommen könnte. Nach umfangreicher Recherche, Gestaltung und Prüfung erzielte das Projekt bemerkenswerte Fortschritte bei der Verwirklichung seiner Ziele. Zusätzlich zu reinem Wasserstoff, wurde der Einsatz verschiedener kohlenwasserstoffbasierter Brennstoffe als eine Vorbedingung für die meisten Schwerlastanwendungen in Betracht gezogen und untersucht. Felicitas machte außerdem Fortschritte bei der Anwendung von Gasturbinen zur Verbesserung des elektrischen Wirkungsgrads und zur Unterstützung der intelligenten Wiederverwendung von Wärmeenergie in SOFC. Das Projekt entwarf erfolgreich hybride PEFC-Cluster, die sich ideal für Anwendungen im öffentlichen Verkehrswesen wie für Stadtbusse, Stadt- und Straßenbahnen in urbanen Gegenden, allerdings nicht für Anwendungen im schweren Schienen-, Straßenbahnen- oder Lastwagenverkehr eignen. Obwohl das Projekt auf der anderen Seite bedeutende Fortschritte bei der Entwicklung von Rolls-Royce-Hybrid-SOFC erzielen konnte, waren bei der Technologie Änderungen erforderlich bevor sie erfolgreich im Seeverkehr eingesetzt werden konnte. Weitere wichtige Erfolge des Projekts bestanden in der Verdoppelung der Lebensdauer einzelner PEFC-Systeme in hybriden Anordnungen und in einem Wirkungsgrad von über 60 % bei hybriden SOFC- und PEFC-Systemen. Obwohl noch weitere Arbeit erforderlich ist, um die vorgesehenen Schwerlastanwendungen zu erreichen, konnten die allgemein erzielten Fortschritte die FC-Technologie in mehrfacher Hinsicht voranbringen und so eine optimistischere Zukunft für den sauberen Verkehr herbeiführen.
