Was ist mit Brennstoffzellen passiert?

Anmerkung der Redaktion: Dieser Artikel ist Teil einer gelegentlichen LiveScience-Reihe über Ideen, um die Auswirkungen der Menschheit auf die Umwelt zu erleichtern.

Im Jahr 2003 forderte Präsident George W. Bush eine Milliarden-Dollar-Initiative, um Brennstoffzellen zum künftigen Ersatz des Benzinmotors zu machen. Diese sauberen batterieähnlichen Geräte erzeugen Elektrizität, indem sie Wasserstoff und Sauerstoff kombinieren und nur Wasser abgeben.

Aber vier Jahre später waren nicht wenige außer Kaliforniens Gouverneur Arnold Schwarzenegger hinter dem Steuer eines Brennstoffzellenautos, und ein Hauptgrund dafür ist der Mangel an Wasserstofftankstellen.

"Die Infrastruktur entwickelt sich nicht schnell genug", sagte Britta Gross, General Motors Manager für Wasserstoffinfrastruktur und strategische Kommerzialisierung.

Ohne auf den Bau der so genannten "Wasserstoff-Autobahn" zu warten, hat GM eine eigene Projekt-Zufahrtsstraße in Betrieb genommen, auf der 110 Chevy Equinoxes mit Wasserstoff-Brennstoffzellen für dreimonatige Testzeiten kostenlos an normale Kunden ausgeliehen werden .

Um Treibstoff zu liefern, installiert das Unternehmen - größtenteils auf eigene Kosten - 10 Wasserstoffstationen in den Gebieten von Los Angeles und New York, wo sich die Fahrgastbeteiligten kostenlos befüllen können.

Huhn und Ei

Das Ziel von Project Driveway ist es, ein Feedback der Verbraucher zu Brennstoffzellenautos zu erhalten, aber es zeigt ein problematisches "Huhn und Ei" -Problem auf: Verbraucher werden zögern, ein Brennstoffzellenauto zu kaufen, wenn sie nicht genug Wasserstoffstationen sehen Die Kraftstofflieferanten werden zögern, Wasserstoffstationen zu bauen, wenn sie nicht genug Brennstoffzellenautos sehen.

Jeroen Struben von der MIT Sloan School of Management hat diese und andere Marktkräfte untersucht und festgestellt, dass sie den Übergang zu einer Nicht-Benzin-Infrastruktur verhindern können.

"Es gibt 100 Jahre Erfahrung mit Gas-Tankstellen", sagte Struben LiveScience.

Die Tatsache, dass Menschen ihre benzinbetriebenen Autos an rund 170.000 Tankstellen bundesweit füllen können, bietet ein Gefühl der Sicherheit, dass alternative Kraftstoffe Jahrzehnte brauchen, um zu erreichen, sagte Struben.

Die Wasserstoffauffahrt

Project Driveway ist, obwohl in seinem Umfang begrenzt, die bisher größte Brennstoffzellen-Demonstration. General Motors hat mehr als eine Milliarde Dollar in die Technologie investiert, in der Hoffnung, von seinen einzigartigen Vorteilen zu profitieren, sagte Gross.

Im Vergleich zu normalen Verbrennungsmotoren benötigen Brennstoffzellen keine Übertragung - der Motor dreht die Räder direkt. Dies bedeutet, dass Hersteller mehr Freiheit haben, um kosteneffektive Designs zu entwickeln.

Im Vergleich zu batteriebetriebenen Fahrzeugen können Brennstoffzellenautos weiter gefahren werden (die Equinox kann 150 Meilen mit einem vollen Tank von 9,3 Pfund Wasserstoff fahren). Um diese Art von Reichweite zu erhalten, muss eine Batterie mit einem Benzinmotor kombiniert werden, wie in einem Hybrid-Elektrofahrzeug.

Brennstoffzellen hätten auch das Potenzial, die Treibhausgasemissionen besser zu senken als andere aktuelle Alternativen, sagte Gross.

Dies gilt jedoch nur dann, wenn der Wasserstoff aus erneuerbaren Energien wie Wind- und Sonnenenergie gewonnen wird. Gegenwärtig wird der meiste Wasserstoff aus Erdgas extrahiert - ein Prozess, der ungefähr so ​​viel Kohlendioxidemissionen pro gefahrener Meile verursacht wie brennendes Benzin in einem Auto, sagte Struben.

Eine erfüllende Erfahrung

Was den Preis anbetrifft, könnte Wasserstoff mit Benzin konkurrenzfähig sein, sobald die Infrastruktur vorhanden ist, sagte Gross. Die meisten Schätzungen gehen davon aus, dass ein Pfund Wasserstoff (etwa das Äquivalent einer Gallone Benzin) 2 bis 3 Dollar kosten wird.

"Vor zwei Jahren schienen 2 bis 3 Dollar teuer", sagte Gross, aber nicht mehr mit den aktuellen Benzinpreisen.

Eine Sorge ist jedoch, dass das Betanken einer Brennstoffzelle ein langer und komplizierter Vorgang sein kann, da Wasserstoff ein hochentzündliches Gas ist.

Aber Gross sagte, dass die Equinox in drei bis fünf Minuten mit einer Hochdruckpumpe (700 bar) gefüllt werden kann. Der Fahrer kann das selbst machen, da ein Sicherheitsstecker zum Verhindern von Lecks einrastet.

Ländliche Entwicklung

Die etwa 50 Wasserstoffstationen in den Vereinigten Staaten sind normalerweise nicht für die Öffentlichkeit zugänglich und bieten nicht einheitlich den hohen Druck, den Gross für notwendig hält. Zu Beginn des Jahres 2008 wird das Unternehmen daher 10 neue Stationen in Betrieb nehmen, wenn die ersten Brennstoffzellen-Equinoxen ausgeliefert werden.

GM-Beamte blicken bereits auf die nächste Welle in den Jahren 2010 bis 2012, wenn sie etwa 1.000 Brennstoffzellenfahrzeuge veröffentlichen werden. Gross sagte, dass dazu rund 40 Stationen in und um die Zielgebiete benötigt werden.

Struben, der MIT-Forscher, ist sich nicht sicher, ob das genug sein wird. "Sie brauchen mehr Stationen als die einfachen Berechnungen vorschlagen würden", sagte er.

In seinen Marktsimulationen fand er heraus, dass Menschen, wenn sie weit voneinander entfernt sind, sich häufiger füllen, nur um sicher zu sein. Dies kann zu langen Leitungen an der Pumpe führen, die andere davon abhalten, ein Brennstoffzellenauto zu kaufen.

Um dies zu vermeiden, müssen Regierung und Industrie die Stationen langfristig unterstützen, insbesondere in ländlichen Gebieten, in denen "sie in den ersten 10 bis 20 Jahren möglicherweise nicht profitabel sind", sagte Struben.

Schau das Video: Wie funktioniert die Brennstoffzelle?!

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