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Das Deutsche Zentrum für Luft- und Raumfahrt arbeitet an Brennstoffzellen für die Luftfahrt. Im Projekt BALIS will das DLR den ersten Brennstoffzell-Antrieb mit 1,5 Megawatt entwickeln. Damit könnte ein Wasserstoff-Flugzeug mit 60 Passagieren emissionsfrei 1.000 Kilometer weit fliegen.
Die Grenzen heutiger Brennstoffzell-Systeme
Die meisten Brennstoffzellen haben eine modulare Leistung von 100 bis 200 Kilowatt. Diese lassen sich aber nicht endlos kombinieren, um in den Megawatt-Bereich zu kommen. Hier setzt das DLR an: „Wir wollen die Grenze überschreiten und gleichzeitig möglichst wenige sogenannte Brennstoffzellen-Stacks mit hoher Leistung zusammenbringen“, erklärt Prof. Josef Kallo, DLR-Experte für Wasserstoff in der Luftfahrt.
Die Aktivitäten des DLR laufen im Projekt BALIS zusammen. Ziel ist es, einen Brennstoffzellen-Antriebsstrang mit einer Leistung von rund 1,5 Megawatt zu entwickeln und zu erproben. Das wäre ausreichend, um ein Regionalflugzeug mit 40 bis 60 Sitzen und einer Reichweite von 1.000 Kilometern zu realisieren.
Flexible Testumgebung
Das DLR baut dazu einen bisher einzigartigen Teststand auf, der das Gesamtsystem aus Hardware und Infrastruktur abbildet. Dazu gehören das Brennstoffzellensystem selbst, die Wasserstofftanks, der Elektromotor und die Steuerungs- und Regelungstechnik. Diese komplexe Testumgebung ist gleichzeitig sehr flexibel und ermöglicht die Arbeit am System unter den ganz unterschiedlichen Rahmenbedingungen, Anforderungen und Richtlinien im Luftfahrtbereich.
„Im Bereich der Entwicklung und Anwendung von Brennstoffzellen gehört das DLR zu den Pionieren und kann auf Know-how und Erfahrung aus jahrelanger Forschungsarbeit zurückgreifen“, sagt Prof. Karsten Lemmer, Mitglied des DLR-Vorstands für die Bereiche Energie und Verkehr. Mit BALIS geht das DLR jetzt also einen weiteren Schritt in Richtung emissionsfreies Fliegen mit Wasserstoff.
Um das Ziel zu erreichen, sind neue Ansätze und neue Komponenten nötig, beispielsweise im Bereich der optimierten Stromdichteverteilung, des Spannungsniveaus, der Handhabung von flüssigem Wasserstoff in großen Mengen und der Kopplung zu einem Gesamtantriebssystem, wie Prof. Josef Kallo erklärt, Experte für Wasserstoff in der Luftfahrt beim DLR.
BALIS wird einen ersten Demonstrator der Leistungsklasse 1,5 Megawatt entwickeln und eine optimale Betriebsweise erarbeiten. Anschließend soll das System gemeinsam mit Partnern in die Praxis überführt werden. Auch wenn zunächst ein Einsatz in der Luftfahrt angedacht ist: Solche Systeme können auch bei der Elektrifizierung des Schwerlastverkehrs helfen, etwa in großen Nutzfahrzeugen auf der Straße, in Zügen oder Schiffen.
Millionenförderung vom Bundesverkehrsministerium
Für das Projekt bekommt das DLR Unterstützung vom Bundesverkehrsministerium. Mitte Januar erhielt es einen Förderbescheid in Höhe von 26 Millionen Euro. Der Parlamentarische Staatssekretär Steffen Bilger sagte bei der Übergabe: „In diesem Jahrzehnt geht es darum, den Hebel umzulegen und unsere Mobilität auf CO2-freie beziehungsweise CO2-arme Kraftstoffe umzustellen. Der Mobilität mit Wasserstoff aus erneuerbaren Energien kommt dabei eine wesentliche Rolle zu.“
Quellen / Weiterlesen
Bildquelle: © DLR
Luft- und Raumfahrt sind die einzigen Verkehrsbereiche, in denen die BZ ihren einzigen Trumpf, ihr geringeres Gewicht, einsetzen kann.
Überall sonst – sogar in großen Teilen der Schifffahrt wird ihr der miserable Wirkungsgrad (nur ca. 1/3 des eingesetzten Stroms kommt am Propeller an) zum Verhängnis. Kein Autofahrer zahlt gerne den dreifachen Spritpreis, Spediteure noch weniger.
Und sogar BZ-Züge werden aktuell auf komplett akkubetrieben umgerüstet.
In der (Stahl-) Industrie dagegen hat H2 noch eine wirklich große Zukunft.