Wasserstoffbetankung

Ja, Wasserstoff kann zum Betanken von Autos, Bussen, Zügen, schweren Lkw, Militärfahrzeugen, Schiffen, Flugzeugen und anderen Arten von auf Verbrennung basierenden Transportmitteln verwendet werden. Sogenannte Wasserstofffahrzeuge, einschließlich Wasserstoffautos, nutzen Brennstoffzellen, um die chemische Energie im Wasserstoffmolekül in mechanische Energie umzuwandeln. Flüssiger Wasserstoff, der aktuell am häufigsten in Raketen eingesetzt wird, kann auch von Verbrennungsmotoren als Energie verbrannt werden. Somit kann flüssiger Wasserstoff Nutzfahrzeuge und Personenkraftwagen, die für Gas oder Diesel ausgelegt sind, genauso effizient mit Leistung versorgen, wobei einige Modifikationen erforderlich sind. Einsatzbereich und Kosten von Wasserstoff sind vergleichbar mit Benzin. Der Hauptunterschied besteht darin, dass die Abgase aus der Gasverbrennung CO2 enthalten und Wasserstoff nur Wasserdampf erzeugt.

Eine Brennstoffzelle ist ein kompaktes elektrochemisches Kraftwerk (Koffergröße oder kleiner), das eine kontinuierliche Brennstoff- und Sauerstoffquelle mithilfe von chemischen Reaktionen anstelle von Verbrennung in Elektrizität umwandelt. Wasserstoff-Brennstoffzellen erzeugen Elektrizität, indem sie die Ladung von Wasserstoffionen, die sich zusammen mit Sauerstoff aus dem H2-Brennstoff durch einen Elektrolyt (normalerweise Platin) bewegen, verändern, wobei Wasserstoff und Sauerstoff miteinander reagieren und dabei Elektronen und Wasserdampf abgeben. Brennstoffzellen können kontinuierlich Elektrizität erzeugen, wenn Brennstoff und Sauerstoff in der richtigen Dosis zugeführt werden.

Wasserstoff-Brennstoffzellen sind ungefähr doppelt so energieeffizient (40−60 %) wie der typische Verbrennungsmotor eines Autos (25 %), aber verursachen keine Treibhausgasabgase. Sie sind außerdem extrem leicht und benötigen viel weniger Platz, wodurch in bestimmten Fahrzeugen die Menge des gelagerten Kraftstoffs erhöht werden kann. Außerdem ist ihre Lebensdauer mit der von Verbrennungsmotoren vergleichbar.

Wie alle derzeit in der Entwicklung befindlichen Brennstoffzellentechnologien erfordern Wasserstoff-Brennstoffzellen präzise Mess- und Regelungsfunktionen, die sicherstellen, dass der elektrochemische Energieumwandlungsprozess mit den richtigen (und relativ hohen) Durchflüssen und Drücken aufrechterhalten wird. Die Kosten für die Herstellung von Platinelektrolyten können ebenfalls hoch sein, obwohl derzeit neue Methoden zur Reduzierung der benötigten Mengen entwickelt werden.

Es sind mobile Automatisierungslösungen wie Logikregler, Magnetventile und Druckregelventile erhältlich, deren Zuverlässigkeit und Langlebigkeit sicherstellen, dass der Brennstoffzelle die optimalen Wasserstoff- und Sauerstoffmengen unter dem richtigen Druck zugeführt werden. Da jede Anwendung anders ist und Sicherheitsbedenken angesichts der nötigen Drücke bestehen, sind diese Technologien skalierbar und können somit für Personenkraftwagen genauso wie für Frachtschiffe und alles dazwischen ausgelegt werden.

Wasserstofftankstellen sind für Fahrer ähnlich wie herkömmliche Benzintankstellen mit handbetätigten Pumpen. Aber die Station selbst ist eine hochtechnisierte Anlage, die in Lagertanks gelagertes Wasserstoffgas durch Verflüssigung unter extrem hohem Druck mithilfe von Verdichtern in für Motoren geeigneten, ionischen, flüssigen Wasserstoff umwandelt. Die Flüssigkeit muss nach der Komprimierung eine Temperatur von -40 Grad Celsius (-40 Grad Fahrenheit) beibehalten, damit sie vor dem Tanken nicht wieder in Gas umgewandelt wird.

Fortschrittliche Automatisierungstechnologien, wie Coriolis Massedurchfluss-Messsysteme mit einer Genauigkeit von 0,5 %, mikroprozessorbasierte Regler, die eine präzise algorithmische Druckregelung ermöglichen, für große Entfernungen geeignete Wasserstoff-Flammendetektoren, für extreme Kälte geeignete nicht-intrusive Temperatursensoren und Ventile, die hohe Betriebsdrücke von bis zu 15 000 Pfund pro Quadratzoll verarbeiten können, wurden alle speziell für die Wasserstoffbetankung entwickelt. Dies macht Wasserstofftankstellen als Alternative zu Benzintankstellen sicherer, wartungsfreundlicher und wirtschaftlich realisierbarer.