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Zur Finanzierung der weiteren Entwicklung ihrer umweltfreundlichen, CO2-frei mit Wasserstoff betriebenen Wankelmotoren führt die Wankel SuperTec GmbH aus Cottbus seit Ende Januar 2020 auf der Plattform FunderNation.EU eine Crowdfunding-Kampagne. Im Rahmen dieser Kampagne können Interessierte noch bis zum 27.04.2020 mit Investitionen ab EUR 100 sowohl die Arbeit der WST an den Wasserstoffmotoren unterstützen als auch am wirtschaftlichen Erfolg der WST beteiligt werden.
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Wankel SuperTec: Führenden Hersteller moderner Wankelmotoren
Die WST ist seit fast 20 Jahren einer der führenden Hersteller moderner Wankelmotoren. Sie bietet als einziges Unternehmen der Welt solche Motoren für den Betrieb mit einer Vielzahl von Kraftstoffen einschließlich Diesel an und ist damit bisher vor allem in Bereichen erfolgreich, in denen besonders leichte, kleine und vibrationsarme Dieselmotoren benötigt werden.
Seit 2018 arbeitet die WST auch an der Entwicklung wasserstoffbetriebener Wankelmotoren. Ein erster Prototyp auf Basis des WST KKM501 konnte im September 2019 erfolgreich in Betrieb genommen werden. Er wird seitdem unter der technischen Leitung von Dr. Rudolf Klotz und mit Unterstützung von Hr. Dankward Eiermann weiter optimiert.
Wankelmotoren: Range Extender für Elektroautos
Gerade beim Betrieb mit Wasserstoff bieten Wankelmotoren besonders klare Vorteile gegenüber Hubkolbenmotoren, da der Wasserstoff beim Wankelmotor ohne Gefahr der vorzeitigen Selbstentzündung an heißen Ventilen oder Injektoren sicher und mit niedrigen Drücken technisch relativ einfach in die kalte Kompressionsphase eingeblasen werden kann.
„Als Range Extender in elektrischen Fahrzeugen ist ein solcher wasserstoffbetriebener Wankelmotor der perfekte Antrieb für CO2-freie, nachhaltige, klimaneutrale Mobilität. Ohne die hohen Kosten und das hohe Gewicht großer Batterien oder Brennstoffzellensysteme werden sehr große Reichweiten ohne lange Ladestopps möglich“, so Dr. Holger Hanisch, Geschäftsführer der WST. Die Vielstofffähigkeit der Motoren erlaubt es zudem, mit Benzin auch dann die Fahrt fortzusetzen, wenn kein Wasserstoff verfügbar ist.
Aber auch in der stationären Stromerzeugung aus zuvor mit Wind- oder Sonnenenergie gewonnenem Wasserstoff sind die neuen Motoren der WST anwendbar.
Nähere Informationen zur Kampagne sowie zur aktuellen weiteren Entwicklung der WST sind verfügbar unter FunderNation. Nach einem sehr guten Start der Kampagne Ende Januar kam es Corona-bedingt seit Mitte Februar zu einem weitgehenden Stillstand der Investitionstätigkeiten. Inzwischen nimmt das Interesse von Investoren aber wieder deutlich zu, so dass WST einen erfolgreichen Abschluss der Kampagne erwartet.
Dieser Beitrag wurde gemeinsam mit der Wankel SuperTec GmbH erstellt.
Bilderquelle: © Wankel SuperTec GmbH
OMG, Wasserstoff-Wankel! Eine Kombination der schlechten Eigenschaften beider Technologien.
Ich kenne noch den Wankel-Gruß: Hand hochheben, Anzahl der Finger war die Anzahl der Ersatzmotoren.
Ja, Mazda hat eisern weitergemacht. Aber wie bei jedem Verpestermotor ist der Wirkungsgrad grottenschlecht. Lediglich Laufruhe und Kompaktheit können punkten.
Aber einen Rex will doch sowieso (fast) niemand. Nur eine überschaubare Anzahl i3-Käufer.
Schade eigentlich, das Kreiskolben-Prinzip hatte mich immer fasziniert. Leider holt Einen die Realität oft ziemlich hart wieder auf den Boden zurück.
Das Thema Wasserstoff-Verbrennungsmaschine bleibt spannend. Erste Motoren gabs bereits vor über 100 Jahren. Jede Ingenieursgeneration versucht sich seitdem mit dem Thema. In den 80er Jahren hatte BMW eine Versuchsflotte, im Schnitt alle 15 Jahre kommt ein neuer Vorstoß in die Richtung. Bisher scheiterte es immer an einem der folgenden Punkte:
-Wasserstoff durchdringt auch zentimeterdicken Stahl, das Problem ist ein dichter Tank.
-Wasserstoff verbrennt sehr heiß, es entstehen bei der Verbrennung nicht nur Wasserdampf sondern auch viel NOx und Ozon.
-Selbstentzündung an heißen Teilen verhindert Einsatz in kompakten, leistungsstarken Motoren
-generell sehr hohes Gefahrenpotential durch Knallgasbildung oder bei Unfällen.
Der Wankelmotor hat konstruktionsbedingt, wie beschrieben, den Vorteil, weniger „Hotspots“ wie z.B. Auslassventile zu besitzen. Dafür hat er aber den Nachteil eines bogenkeilförmigen Brennraums, was für den Wirkungsgrad höchst ungünstig ist. Die Ingenieure müssen prüfen, ob das Wankelkonzept hinsichtlich Wirkungsgrad UND(!) Leistungsgewicht besser ist als der herkömmliche Ottomotor oder evtl. auch der Zweitaktmotor, der ebenfalls keine „Hotspots“ besitzt. Ein Range-Extender arbeitet mit einem exakten Betriebspunkt, also einer genau definierten, festen Drehzahl und konstanter Last. Für diesen Fall können auch Zweitaktmotoren sehr gute Wirkungsgrade erreichen. Das Thema Wasserstoff-Direktverbrennung wird vielleicht irgendwann erfolgreich, ich denke jedoch eher, dass Wasserstoff sich bei Brennstoffzellenanwendungen durchsetzt. In Fahrzeugen sind Brennstoffe wegen der Energiedichte idealerweise im Tank flüssig. Im Motor müssen sie wegen der Verbrennungsqualität aber gasförmig vorliegen, sonst gibts Rußpartikel, siehe Dieselöl. Mit Benzin gelingt das ganz gut, aber am Besten gehts mit Propan und Butan, auch LPG oder Autogas genannt. Das sind bislang die saubersten Verbrennungsmotoren. Aber vielleicht toppt das der H2-Wankel, wer weiß…
Leider ist der Wirkungsgrad eben nicht besonders. Milde gesagt.
Der Kolbenmotor braucht schon dreimal so viel Energie wie ein Batterie-eAuto, das wird der Wankel nicht toppen können. Auch nicht im Bestpunkt.
Es werden sich maximal ein paar Nischen ergeben, vielleicht in der Luftfahrt. Würde mich freuen, wie gesagt, ich finde das Konzept eigentlich sehr hübsch.
Der Wirkungsgrad unseres Wasserstoffmotors liegt bei 30%. Das ist zugegeben weniger als bei Brennstoffzellen, so dass Brennstoffzellen trotz der höheren Anschaffungskosten auf Dauer günstiger sind, wenn häufig mit Wasserstoff gefahren werden soll, also insbesondere bei gewerblichen Vielfahrern. Unsere Motoren haben dagegen aber Vorteile bei privaten Nutzern, die für die üblichen, täglichen Fahrten mit einer kleinen Batterie auskommen, aber für das Wochenende oder den Urlaub auch die Möglichkeit möchten, lange Strecken zu fahren, ohne lange Ladestops, sehr große und schwere Batterien oder die Anschaffungskosten eines Brennstoffzellensystems zu haben.
Abgase sind bei Verwendung von H2 auch im Wankelmotor kaum ein Thema; es entsteht zwar etwas NOx, das kriegen wir aber gut mit relativ simpler Abgasnachbehandlung in den Griff. Selbst bei Verwendung fossiler Kraftstoffe sind wir übrigens viel sauberer als die früheren Wankelmotoren, was an unserem besonderen Verfahren von Einspritzung und Zündung sowie verbesserten Öl- und Gasdichtungen liegt.
Die vom RO80 bekannten Probleme der Haltbarkeit schließlich, aus denen sich der von Alex erwähnte Gruß der RO80-Fahrer ergab, wurden durch Verwendung haltbarerer, besser aufeinander abgestimmter Materialien für Radialdichtungen und Laufflächenbeschichtungen schon vor längerer Zeit gelöst.
30 % ist wirklich äußerst mager.
Die Motoren halten jetzt länger? Scheinen aber zu teuer zu sein, Mazda macht nicht furchtbar viel Umsatz.
Wie gesagt, faszinierende Technik, aber leider mit einer sehr kleinen Nische.
Herr Hanisch, das Thema 03 Ausstoß, also Ozon, ist auch gelöst? Ich erinnere mich dunkel dass das ein Problem war…
Mazda hat für nächstes Jahr ein Wankel-Rangeextendersystem für seine Fahrzeuge angekündigt. Produktionskosten liegen bei gleichen Stückzahlen nicht über denen von Hubkolbenmotoren, da Wankelmotoren aus weniger Teilen bestehen und auch weniger Material verbrauchen.
Wg. Ozon muss ich nach Ostern bei meinen Kollegen nachfragen; war bisher für uns kein Thema, auch nicht bei von DEKRA an unserem H2-Motor durchgeführten Abgasmessungen.
Ich würde prüfen ob der Kolben des Wankels nicht gleich als Rotor eines Generators benutzen werden kann. Da spart man sich das Extragewicht eines Generators und Strom liegt gleich an sobald der Wankel läuft deswegen braucht man nur eine Batterie zum anlassen. Solch ein Stromerzeuger wäre z.B. In der Luftfahrt ideal.
Es würde mich auch interessieren ob es bei Wasserstofftanks Fortschritte gibt. War ja auch immer ein brenzliges Problem. Frohe Ostern!
Vorab: Vieln Dank für Ihre bisherigen Kommentare und die faire und sachliche Diskussion. Ich freue mich sehr über Ihr Interesse an unserem Projekt!
Die Idee, direkt in den Wankelmotor einen Generator zu integrieren, ist von der Geometrie her gut; wir haben uns das auch schon mal näher angesehen. Es scheitert in der Umsetzung bisher aber an den Temperaturen im Motor, mit denen die Generatortechnik nicht zurechtkommt. Außerdem würde der Motor damit technisch sehr komplex. Wir verbinden daher lieber im Durchmesser ähnliche große Generatoren direkt auf der Welle unseres Motors; auch dieses Ergebnis ist sehr kompakt, aber wesentlich robuster und einfacher zu realisieren.
Für die Speicherung von Wasserstoff gibt es im Wesentlichen 3 Möglichkeiten: Tieftemeperaturtanks, Metallhydridtanks und Hochdrucktanks. Tieftemperatur hat den entscheidenden Nachteil, das die -273C permanent aufrechterhalten werden müssen, was viel Energie verbraucht. Hydride sind teuer, sehr schwer, können nicht unbegrenzt oft be- und entladen werden, und erfordern außerdem lange Tankvorgänge und ein gutes Temperaturmanagement. Bei meinem ersten H2-Fahrzeug hatte ich vor 12 Jahren mit einem solchen Tank gearbeitet; praxistauglich ist das aber nicht. Es bleibt daher nur der Hockdruck.
Inzwischen gibt aber ohnehin die Tankstellentechnik die Richtung vor: H2Mobility, die in Deutschland fast alle H2-Tankstellen bauen, setzen auf 700bar Zapfsäulen; entsprechend nehmen auch wir ein dazu passendes Tanksystem. Die Tanks sind trotz des hohen Drucks sicher und verhältnismäßig leicht; der Tankvorgang ist einfach, der benötigte Platz hält sich in Grenzen. Das einzige, was mir persönlich an diesen 700bar-Tanks nicht gefällt, ist der hohe Energieverbrauch für die Kompression des Gases beim Tanken; mir wären daher 350 bar eigentlich lieber. Aber mit 700 bar geht es auch.
Übrigens, in unserem auf FunderNation.eu veröffentlichten Geschäftsplan finden Sie weitere Informationen zu unserer Technologie.
Auch Ihnen frohe Ostern! Holger Hanisch
Hier noch die Antwort unserer Technik auf die Frage nach dem Ozon im Abgas: Solches haben wir bei uns bisher noch nie gemessen und auch im Abgas anderer Verbrennungsmotoren nicht bekannt. Es gab aber wohl früher eine Diskussion über den Anstieg von Ozon durch geringere NOx-Emissionen, da NO bereits vorhandenes Ozon reduziert; allerdings bildet das NO2 unter UV-Einwirkung (Sonnenlicht) wieder Ozon, wenngleich sehr langsam.
Vielleicht hat jemand von Ihnen hierzu noch weitere, auch gegenteilige Informationen?
Die Ozon-Problematik gabs glaube ich, als BMW mit Wasserstoff experimentierte. BMW geht das Thema H2 im Schnitt alle 6 Jahre an und verwirft es dann wieder. So geschehen 1978, 1984, 1990, 1996, 2000, 2007. 2015 gab es Anzeichen, dass BMW (unterstützt durch eine Kooperation mit Toyota) 2020 ein Serienfahrzeug mit Wasserstoffantrieb auf den Markt bringen könnte. Und das obwohl Herr Dräger 2009 das Ende der Wasserstoffversuche verkündete.
Ozon war glaube ich 1984 das Problem, vielleicht wegen der damals aktuellen Ozonlochdebatte, wer weiß.
Fragen Sie doch einfach mal bei BMW an, vielleicht sind die ja kooperativ und geben ihre Erfahrungen preis.
Viele Grüße!
Hallo Herr Pröbstl, danke für den Hinweis; wir versuchen, hierzu Näheres in Erfahrung zu bringen. Beste Grüße!