BMW Group präsentiert erstes Auto mit Benzin-Brennstoffzelle

Netzausbau Ökostrom© Gina Sanders / Fotolia.com
Nach weniger als zwei Jahren Entwicklungszeit hat die BMW Group heute in München das weltweit erste Fahrzeug präsentiert, dessen Bordnetz von einer benzinbetriebenen Brennstoffzelle gespeist wird. Die neuartige Brennstoffzellen-Batterie kann damit in jedem konventionell betriebenen Auto eingesetzt werden, verringert den Treibstoffverbrauch und ermöglicht neue Sicherheits- und Komfort-Funktionen. Das Energiesystem wird bereits in den künftigen BMW-Modellgenerationen als sogenannte APU (Auxiliary Power Unit) angeboten werden.



Bei der neuen Brennstoffzelle handelt es sich um eine sogenannte "Solid Oxide Fuel Cell", kurz SOFC. In dieser Feststoff-Brennstoffzelle wird Wasserstoff bei rund 800 Grad Celsius über Zirkonium-Oxid-Keramik zu Strom umgewandelt. Dazu wird in einem Start- und einem Hauptreformer mit ebenfalls rund 800 Grad Celsius Betriebstemperatur Benzin verdampft und Wasserstoff abgespalten. Dieser Wasserstoff reagiert dann mit dem Sauerstoff aus der mittels Gebläse zugeführten Luft, wobei Strom erzeugt wird und als "Abfallprodukt" Wasser entsteht. Nicht verwertetes Restgas wird verbrannt. Die dabei entstehende Wärme dient zur Aufheizung von Reaktionsluft und Reformer, was den Gesamtwirkungsgrad weiter verbessert.



Die SOFC-Zelle eignet sich nicht nur durch diese kurze Prozesskette für den Betrieb in konventionell mit Benzin betriebenen Fahrzeugen. Gegenüber der zur Zeit allgemein favorisierten PEM-Brennstoffzelle (Polymer-Elektrolyt Membran), ist die SOFC zudem weitaus weniger empfindlich gegen Verunreinigungen, die in einem Benzin-Reformierungsprozess entstehen, da neben Wasserstoff auch Kohlenmonoxid in Strom umgewandelt werden kann. Außerdem benötigt sie keine teuren Edelmetall-Elektroden.



Die Aufgabe der SOFC-Brennstoffzelleneinheit für BMW Pkw ist die Versorgung des Bordnetzes mit elektrischer Energie. Damit soll dieses "elektrochemische Kraftwerk" die Funktion übernehmen, die es am besten erfüllt: die Stromerzeugung mit hohem Wirkungsgrad, unabhängig vom Motor. Die Umwandlung von Benzin in Strom per SOFC-Brennstoffzelle ist fast doppelt so effizient wie die Kombination aus Motor, Lichtmaschine und Batterie. Für den Fahrzeugantrieb selbst überwiegen aus Sicht von BMW nach wie vor die Vorteile des Verbrennungsmotors.



Durch ihren autarken Betrieb ermöglicht die Brennstoffzellen-APU neue Funktionen: Bei Frost etwa können Scheiben vor Fahrtbeginn enteist, Sitze und Lenkrad beheizt werden. Bei hohen Außentemperaturen kann die Klimaanlage im Stand oder unabhängig von der Motordrehzahl im optimalen Bereich betrieben werden. Allein die Standklimatisierung bei ausgeschaltetem Motor ist mit dem einem Viertel des heutigen Energiebedarfs möglich. Im Fahrbetrieb ist bereits mit den heute fahrzeugüblichen elektrischen Verbrauchern eine Einsparung von rund einem Liter pro 100 Kilometer im Stadtverkehr möglich. Künftige "by wire"-Systeme wie elektrisch betriebene Lenkung oder Bremsen benötigen noch weitaus mehr elektrische Energie, die dann per SOFC-Brennstoffzelle energieeffizient bereitgestellt werden kann.



Die BMW Group will die Brennstoffzellen-APU und die damit verbundenen Vorteile in circa fünf Jahren ihren Kunden anbieten.