Fliegen mit Brennstoffzellen-Antrieb: Wasserstoff statt Batterien

Die ersten Elektroflugzeuge stellten ihre Leistung schon unter Beweis. Jedoch haben alle noch ein entscheidendes Problem: die Akkus. Die Leistungsdichte bisheriger Batterien ist um ca. 50 Mal geringer als von Kerosin. Damit müsste ein Elektroflugzeug allein für seine Stromspeicher deutlich mehr Gewicht mitführen, als ein herkömmliches Flugzeug.


Die Lösung: die Brennstoffzelle als Stromlieferant


Der Strom wird erst an Bord durch Brennstoffzellen erzeugt. Als Treibstoff dient Wasserstoff, der als Gas oder tief gekühlt in flüssiger Form mitgeführt wird.

„Brennstoffzellen benötigen zwar einen separaten Wasserstofftank an Bord, dafür ermöglichen sie eine größere Reichweite bei gleichzeitig hoher Effizienz“,

erklärt DLR-Wissenschaftler Josef Kallo.


In der Brennstoffzelle reagiert der Wasserstoff mit Sauerstoff. Aus der so frei werdenden Energie wird Strom erzeugt. Als einziges „Abfallprodukt“ entsteht Wasser. Wird der für die Brennstoffzelle benötigte Wasserstoff sogar mithilfe von Strom aus erneuerbaren Energien erzeugt, wäre ein solcher Antrieb komplett emissionsfrei.


HY4: Der Viersitzer mit Brennstoffzellen-Antrieb zeigt, dass es geht.

Flugzeuge könnte demnächst komplett anders aussehen

Bereits im September 2016 fand der erste Flug des viersitzigen Brennstoffzellen-Flugzeugs HY4 statt. Mit 7,50 m Länge und einer Spannweite von 21 Metern kann ein Pilot drei Passagiere befördern. Die Reichweite des HY4 liegt zwischen 750 und 1.500 Kilometern. Ein 80 Kilowatt starker Elektromotor, der den Propeller des Flugzeugs antreibt, sorgt für den nötigen Schub.


Beim Start und bei der Landung unterstützen Lithium-Polymer-Akkus den Elektromotor. Somit hat dieses Flugzeug im Prinzip einen Hybrid-Antrieb. Es kann so die Vorteile von Brennstoffzellen und Batterien optimal nutzen und Nachteile ausgleichen. Die Akkus spielen lediglich bei Start und Landung eine Rolle. Denn hier wird hohe Leistung in kurzer Zeit verlangt. Im Reiseflug dagegen kann die Brennstoffzelle punkten und große Reichweiten ermöglichen.

„Kleine Passagierflugzeuge wie die HY4 können sehr bald im Regionalverkehr als elektrische Lufttaxis eingesetzt werden und eine flexible und schnelle Alternative zu bestehenden Transportmitteln bieten“,

sagt Kallo.


Ein weiterer Vorteil: Durch den Doppelantrieb mit Brennstoffzellen und Akkus sind solche Hybrid-Elektroflieger doppelt abgesichert. Kallo führt dazu aus:

„Brennstoffzellen und Batterieantrieb haben jeweils ein Ersatzsystem, zusätzlich können sich beide Antriebsformen auch gegenseitig ersetzen.“

Die DLR-Forscher gehen davon aus, dass künftig auch größere Flugzeuge mit bis zu 19 Passagieren in die Luft gehen können. Dazu arbeiten sie bereits an leistungsstärkeren Brennstoffzellen. Auch bei den Betriebskosten gehen die Forscher davon aus, dass sie auf vergleichbarem Niveau liegen werden wie bei konventionell angetriebenen Flugzeugen.


Im Langstreckenbereich werden Elektroflugzeuge auf absehbare Zeit jedoch nicht mit konventionell angetriebenen Fliegern konkurrieren können. Dazu bräuchte es mit Sicherheit noch viel Mut, Erfindergeist und Durchhaltevermögen, so die DLR-Wissenschaftler.


Quelle: Scinexx


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