A Hyundai Motor's Nexo hydrogen car is fuelled at a hydrogen station in Seoul

© REUTERS / KIM HONG-JI

Science
04/20/2020

Forscher feiern Durchbruch bei Wasserstoffautos

Ein neues Material könnte Forschern zufolge eines der Hauptprobleme bei Wasserstoffautos lösen.

von Martin Stepanek

Wasserstoffbetriebene Autos zählen im Kampf gegen klimaschädliche CO2-Emissionen seit Jahren zu den Hoffnungsträgern. Doch der massentaugliche Einsatz dieser Antriebsart scheitert derzeit noch an zwei entscheidenden Faktoren. Zum einen kommt Wasserstoff in reiner Form in der Natur nicht vor - die Herstellung ist mit hohen Kosten und großem Energieaufwand verbunden. Zum anderen muss Wasserstoff mit enormem Druck in Spezialtanks gespeichert werden, da es extrem leicht ist. Nur so sind Reichweiten von 500 Kilometer pro Tank möglich.

Metall funktioniert wie ein Schwamm

Für das zweite Problem könnten Forscher nun eine Lösung gefunden haben, wie sie im Forschungsjournal Science berichten. Sie haben ein Aluminium-basiertes Material entwickelt, das wie ein Badeschwamm funktioniert. Die vorgestellte metallorganische Verbindungsstruktur weist Milliarden von winzigen Poren auf, welche riesige Mengen von Wasserstoff oder anderen Gasen wie Methan speichern können.

Wie das Wasser eines Schwammes, das beim Zusammendrücken abgegeben wird, könnte die Metallstruktur auf ähnliche Weise zur Versorgung des Autoantriebs verwendet werden. Durch die enorme Speicherfähigkeit des Materials könnte auf die enorme Kompression von Wasserstoff verzichtet werden. Denn um derzeit die für 500 Kilometer Reichweite notwendigen 4 bis 5 Kilogramm Wasserstoff zu speichern, muss dieser bei einem Druck von 700 bar gespeichert werden.

Technologie fürs Militär entwickelt

Der Druck ist etwa 300 Mal so hoch wie in einem herkömmlichen Autoreifen und benötigt folglich teure, schwere Spezialtanks. Durch das neue Material wären derartige Tanks nicht mehr notwendig - die Speicherung könnte unter weitaus geringeren Druckverhältnissen durchgeführt werden, was nicht nur Kosten, sondern auch Gewicht für den Tank einsparen könnte. Den Forschern zufolge hat das Material in Tests die Anforderungen des US-Energieministeriums für derartige Antriebstechnologien weit übertroffen.

Ob die Technologie zum Durchbruch von Wasserstoff in Fahrzeugen führen wird, hängt nun davon ab, ob Autohersteller und Zulieferer darauf aufspringen und diese zur Marktreife entwickeln. Der Ursprung des Materials stammt aus der militärischen Forschung. Die metallorganische Verbindung wurde als Schutzmaterial für Soldaten bei einem Giftgasangriff entwickelt. In diesem Fall absorbiert die Oberfläche große Mengen des gefährlichen Gases und schützt so die Soldaten.

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