Gasphysik

Einsatz im Fahrzeug

Aufgrund der Eigenschaft mittels geringer Verdampfungswärme in den gasförmigen Zustand überzugehen ist flüssiger Wasserstoff denkbar schlecht für den Einsatz als Fahrzeugtreibstoff geeignet. Nur für Flottenfahrzeuge, deren Treibstoff binnen Stunden auffahren wird, kommt es in Frage.
Der Einsatz spezieller Vakuumspeicher ermöglicht jedoch auch eine Speicherung über mehrere Wochen. Experimentell wurden auch schon Tanks erprobt, deren Innenteil mittels eines Magnetfelds in der Schwebe gehalten wurden. So entfallen alle Kältebrücken zum äußeren Tankgehäuse.

Technisch ist die Speicherung von flüssigem Wasserstoff aber anspruchsvoll. Generell muss ständig gekühlt werden. Vor diesem Hintergrund ist es nicht verwunderlich, dass die Flüssigwasserstoff-Tankstelle am Münchner Flughafen immer noch ein Unikat ist.

Privatwagen werden wohl nie mit flüssigem Wasserstoff betankt werden. Das ist aber nur meine persönlich Einschätzung. Diese stützt sich vor allem Dingen auf zwei Aspekten:

• der anspruchsvollen Speicherung flüssigen Wasserstoffs (ständig kühlen)
• den Erfahrungen mit der geringen Verbreitung von Erdgasfahrzeugen

Privatleute akzeptieren keine komplizierte Handhabung. Das zeigt sich schon beim Erdgas. Eine begrenzte Lagerfähigkeit des Treibstoffs würde Privatpersonen vor erhebliche Probleme stellen. Vor allen Dingen Wenigfahrer mit geringen Kilometerleistungen.

Auf der anderen Seite stellt der Einsatz bei Flottenfahrzeuge (z.B. Stadtbussen) kein Problem dar. Shanghai (China) will in den nächsten Jahren seine Busflotte auf H2-Fahrzeuge umstellen um die Luftqualität zu verbessern.

Wesentlich praktikabler ist die Komprimierung von Wasserstoff (H2) auf 200 oder sogar 400 bar Druck. In dieser Form kann es gasförmig in entsprechenden Druckbehältern auch tage-und wochenlang ohne Kühlaggregat gespeichert werden.

Die Motorleistung eines mit Wasserstoff (H2) betriebenen Verbrennungsmotors ist jedoch ca. 30 % geringer als bei Benzinbetrieb. Dies liegt einerseits am geringeren, stöchiometrischen Heizwert und andererseits an der geringeren Klopffestigkeit. Die Kompression muss im Zylinder auf 7:1 bis 8:1 reduziert werden.

Praktisch ist die Tatsache, dass Erdgas-Zapfsäulen auch zur Wasserstoffversorgung genutzt werden können. Ein erheblicher Infrastrukturvorteil im Vergleich zu tiefgekühltem Wasserstoff. Gibt es doch schon über 500 Hochdruck Erdgas-Zapfsäulen in Deutschland.

Ich hoffe hiermit eine kleine Einführung gegeben zu haben, die zum Verständnis der Gasphysik beiträgt.

Zum Abschluß noch eine Excel-Tabelle mit folgendem Inhalt:
- chemische u. physikalische Eigenschaften technischer Gase
- Umrechnungstabelle für Volumina versus Masse