Emissionsfreies Fliegen mit Wasserstoff: DLR entwickelt Brennstoffzellen-Antriebsstrang

„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. Wasserstoff kann als Kraftstoff in allen Verkehrsträgern eingesetzt werden – auch in Flugzeugen. Das Ziel ist emissionsfreies Fliegen mit Wasserstoff – am liebsten mit Arbeitsplätzen und Wertschöpfung in Deutschland, sagte der Parlamentarische Staatssekretär Steffen Bilger beim Bundesminister für Verkehr und digitale Infrastruktur bei der Übergabe des Förderbescheids.

„Ob in der Luft, auf der Straße und Schiene oder auf See – 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. Mit Projekten wie BALIS setzen wir auch morgen Standards: in Richtung emissionsfreie Mobilität, die auf Wasserstoff als weitere Säule in unserem Energiesystem fußt“, erläuterte Karsten Lemmer, Mitglied des DLR-Vorstands für die Bereiche Energie und Verkehr.

Im Fokus: Brennstoffzellen-Antriebsstrang und einzigartige Testumgebung

Ziel des Projekts BALIS ist es, einen Brennstoffzellen-Antriebsstrang mit einer Leistung von rund 1,5 Megawatt zu entwickeln und zu erproben. Damit ließe sich ein Regionalflugzeug mit 40 bis 60 Sitzen und einer Reichweite von 1.000 Kilometern realisieren. Das DLR baut dazu einen in dieser Form einzigartigen Teststand auf. Er bildet das notwendige Gesamtsystem an, also die komplette Hardware und die notwendige Infrastruktur: Dazu gehören das Brennstoffzellensystem selbst, die Wasserstofftanks, der Elektromotor sowie die Steuerungs- und Regelungstechnik. Diese Testumgebung ist komplex und gleichzeitig sehr flexibel. Sie ermöglicht Forschungs- und Entwicklungsarbeiten unter den unterschiedlichsten, im Luftfahrtbereich geltenden Rahmenbedingungen, Anforderungen und Richtlinien.

Schallmauer 1,5 Megawatt: Neue Generation von Brennstoffzellensystemen

Die meisten und auch bereits kommerziell erhältlichen Brennstoffzellen haben eine modulare Leistung von 100 bis 200 Kilowatt. Um den Megawatt-Bereich zu erreichen, kann man allerdings nicht beliebig viele kleinere Systeme kombinieren. Hier setzt die Technologie Grenzen. „Bei 1,5 Megawatt liegt eine ‚Schallgrenze‘, was die Architektur und die Leistungsfähigkeit heutiger Komponenten von Brennstoffzellensystemen betrifft“, beschreibt Josef Kallo, DLR-Experte für Wasserstoff in der Luftfahrt. „Wir wollen die Grenze überschreiten und gleichzeitig möglichst wenige sogenannte Brennstoffzellen-Stacks mit hoher Leistung zusammenbringen. Dazu benötigen wir neue Ansätze und neue Komponenten, beispielsweise im Bereich der optimierten Stromdichteverteilung, des Spannungsniveaus, der Handhabung von flüssigem Wasserstoff in großen Mengen und der Kopplung zu einem Gesamtantriebssystem.“, beschreibt Kallo Herausforderungen die es für emissionsfreies Fliegen mit Wasserstoff zu überwinden gilt.

22.1.2021 | Quelle: DLR | solarserver.de © Solarthemen Media GmbH