Abo
  • Services:
Anzeige
Brennstoffzellenauto Honda Clarity Fuel Cell: doppelt so viel Energie wie ein Tesla Model S
Brennstoffzellenauto Honda Clarity Fuel Cell: doppelt so viel Energie wie ein Tesla Model S (Bild: Honda)

Elektroauto: Brennstoffzellenautos sind nur theoretisch effizient

Brennstoffzellenauto Honda Clarity Fuel Cell: doppelt so viel Energie wie ein Tesla Model S
Brennstoffzellenauto Honda Clarity Fuel Cell: doppelt so viel Energie wie ein Tesla Model S (Bild: Honda)

Brennstoffzellenautos sollen die Zukunft des Elektroautos sein - sauber, leise, effizient. Aber sie haben ihren guten Ruf zu Unrecht: Sie können gar nicht, was von ihnen erhofft wird. Das lässt sich leicht vorrechnen.
Von Frank Wunderlich-Pfeiffer

Die Brennstoffzelle gilt als großer Hoffnungsträger für die Stromversorgung von Elektroautos. Die Autos sollen aufgetankt werden wie normale Wagen: Man nimmt Strom, erzeugt damit Wasserstoff, betankt damit das Auto und fährt sorglos und umweltfreundlich. Aus dem Auspuff kommt nur Wasserdampf, und Brennstoffzellen sind viel effizienter als Verbrennungsmotoren. Es klingt nach der optimalen Lösung.

Anzeige

Trotzdem hält etwas die Brennstoffzellenautos vom Durchbruch ab. Dieses Etwas ist keine Verschwörung der Autoindustrie, sondern das Konzept selbst. Bei kaum einer Technik liegen die Darstellung in der Öffentlichkeit und die Realität so weit auseinander. Denn wegen des Umwegs über die Elektrolyse, den Tank und die Brennstoffzelle verbraucht so ein Auto mehr als dreimal so viel Strom wie ein Elektroauto mit Akku.

Von der Energie im Wasserstoff bleibt nur die Hälfte

Schauen wir uns die Verluste einmal an einem praktischen Beispiel an. In der Theorie kann eine Brennstoffzelle eine Effizienz von bis zu 83 Prozent erreichen. Die Praxis sieht anders aus, wie beim neuen Honda Clarity: Er ist ausgestattet mit einer PEM-Brennstoffzelle und einem Tank, der 5 kg Wasserstoff bei 700 bar Druck speichert. Honda glaubt, damit eine Reichweite von 300 Meilen, also 480 km, nach EPA-Norm zu erreichen. Zum Vergleich: Ein Tesla Model S mit dem 85-kWh-Akku erreicht nach der gleichen Norm 430 km. Der Tesla bräuchte also einen 95-kWh-Akku, um die gleiche Reichweite zu erzielen.

Doch wie viel Energie benötigt der Honda dafür? 1 kg Wasserstoff hat einen Energiegehalt von 142 MJ. Das entspricht knapp 40 kWh. Der Tankinhalt des Clarity entspricht also einer Energiemenge von 200 kWh. Die Brennstoffzelle des 600 kg leichteren Clarity verbraucht auf der gleichen Strecke die doppelte Menge Energie eines Tesla S. Die durchschnittliche Effizienz erreicht nicht mehr als 50 Prozent.

Die phänomenale Effizienz gibt es nur in der Theorie

Das sollte nicht überraschen. Brennstoffzellen werden zwar immer wieder phänomenale Effizienzwerte zugeschrieben, aber die gelten nur für extrem niedrige Leistungen. Schon etwas höhere bringen große Verluste mit sich. Im praktisch relevanten Bereich liegt die Effizienz solcher Brennstoffzellen eben nur noch bei etwa 50 Prozent. Bei einem Zehntel der maximalen Leistung ist die Effizienz etwas höher, bei der vollen Leistung noch etwas niedriger.

Der Grund dafür liegt in der Aktivierungsenergie, die für die Reaktion nötig ist. Immerhin müssen Sauerstoff- und Wasserstoffmoleküle gespalten werden, und die Elektronen des Wasserstoffs müssen vom Atomkern getrennt werden. Das passiert zwar auch spontan. Dann bekommt die Brennstoffzelle die Aktivierungsenergie geschenkt, aber das geschieht nur sehr langsam. Bei höherer Leistung muss deshalb ein Teil der Zellspannung für diesen Zweck aufgewendet werden. Bei höheren Temperaturen verschwindet dieses Problem, aber dafür sinkt die freie Energie des entstehenden Wasserdampfs und damit die maximal mögliche Zellspannung. Umso niedriger die Zellspannung ist, desto niedriger ist die Effizienz. Dazu kommt bei hohen Leistungen noch der elektrische Widerstand in der Zelle.

Natürlich kann die Technik auch nach einem halben Jahrhundert noch weiter optimiert werden. Aber die physikalischen Grundlagen sind inzwischen gut bekannt. Man kennt die Flaschenhälse und arbeitet an ihnen. Brennstoffzellen werden zwar schrittweise verbessert, aber ein Durchbruch ist vorerst nicht zu erwarten.

Beim Tanken geht immer Energie verloren 

eye home zur Startseite
Rulf 13. Dez 2015

kann man doch, wenn man es nur früh genug einplant...

Käx 12. Dez 2015

Ja, richtig gelesen! Energieeffizienz ist irrelevant. Was zählt sind absolute Werte...

Käx 12. Dez 2015

Sorry, aber das Konzept Brennstoffzelle und Wasserstoff im Allgemeinen war von Anfang an...

RvdtG 10. Dez 2015

Aufs Elektroauto übertragen ist der Plugin-Hybrid. Oder ein Generator im Kofferraum, der...

Pisseckenplayboy 09. Dez 2015

Ach herrjeh, bei dir hat die Propaganda der Plasma- und Fusionsforschungslobby ja...



Anzeige

Stellenmarkt
  1. UCM AG, Rheineck (Schweiz)
  2. B. Braun Melsungen AG, Melsungen
  3. Diehl Aerospace GmbH, Frankfurt / Main
  4. Dr. August Oetker KG, Bielefeld


Anzeige
Top-Angebote
  1. 199,00€ statt 299,99€
  2. ab Mittwoch für 24,99€ statt 39,99€
  3. (u. a. Samsung Galaxy S8 499,00€, PS4 inkl. FIFA 18 und 2 Controllern 279,00€)

Folgen Sie uns
       


  1. Tele Columbus

    1 GBit würden "gegenwärtig nur die Nerds buchen"

  2. Systemkamera

    Leica CL verbindet Retro-Design mit neuester Technik

  3. Android

    Google bekommt Standortdaten auch ohne GPS-Aktivierung

  4. Kabelnetz

    Primacom darf Kundendaten nicht weitergeben

  5. SX-10 Aurora Tsubasa

    NECs Beschleuniger nutzt sechs HBM2-Stacks

  6. Virtual Reality

    Huawei und TPCast wollen VR mit 5G streamen

  7. Wayland-Desktop

    Nvidia bittet um Mitarbeit an Linux-Speicher-API

  8. Kabelnetz

    Vodafone liefert Kabelradio-Receiver mit Analogabschaltung

  9. Einigung erzielt

    EU verbietet Geoblocking im Online-Handel

  10. Unitymedia

    Discounter Eazy kommt technisch nicht an das TV-Kabelnetz



Haben wir etwas übersehen?

E-Mail an news@golem.de


Anzeige
Gaming-Smartphone im Test: Man muss kein Gamer sein, um das Razer Phone zu mögen
Gaming-Smartphone im Test
Man muss kein Gamer sein, um das Razer Phone zu mögen
  1. Razer Phone im Hands on Razers 120-Hertz-Smartphone für Gamer kostet 750 Euro
  2. Kiyo und Seiren X Razer bringt Ringlicht-Webcam für Streamer
  3. Razer-CEO Tan Gaming-Gerät für mobile Spiele soll noch dieses Jahr kommen

Firefox 57: Viel mehr als nur ein Quäntchen schneller
Firefox 57
Viel mehr als nur ein Quäntchen schneller
  1. Mozilla Wenn Experimente besser sind als Produkte
  2. Firefox 57 Firebug wird nicht mehr weiterentwickelt
  3. Mozilla Firefox 56 macht Hintergrund-Tabs stumm

Windows 10 Version 1709 im Kurztest: Ein bisschen Kontaktpflege
Windows 10 Version 1709 im Kurztest
Ein bisschen Kontaktpflege
  1. Windows 10 Microsoft stellt Sicherheitsrichtlinien für Windows-PCs auf
  2. Fall Creators Update Microsoft will neues Windows 10 schneller verteilen
  3. Windows 10 Microsoft verteilt Fall Creators Update

  1. Re: "Teststrecke"

    Taurec42 | 20:16

  2. schonwieder dieses bild ...

    ML82 | 20:15

  3. Re: Bitrate nur 3,8 Mbit/s - lächerlich

    sniner | 20:15

  4. Niemand zwingt Dich Google zu nutzen

    Unwichtig | 20:12

  5. Re: Wow und....Ehm...

    Komischer_Phreak | 20:10


  1. 20:00

  2. 18:28

  3. 18:19

  4. 17:51

  5. 16:55

  6. 16:06

  7. 15:51

  8. 14:14


  1. Themen
  2. A
  3. B
  4. C
  5. D
  6. E
  7. F
  8. G
  9. H
  10. I
  11. J
  12. K
  13. L
  14. M
  15. N
  16. O
  17. P
  18. Q
  19. R
  20. S
  21. T
  22. U
  23. V
  24. W
  25. X
  26. Y
  27. Z
  28. #
 
    •  / 
    Zum Artikel