Wir spüren zunehmend die Auswirkungen des Klimawandels: Gletscher schmelzen in Gebirgszügen, arktische und antarktische Eiskappen. Der Meeresspiegel steigt langsam, heftige Regenfälle und Dürren treten immer häufiger auf und die Luftqualität verschlechtert sich immer mehr. Die Auswirkungen des Klimawandels sind verheerend.
Was können wir dagegen tun? Diese Frage wird für uns immer wichtiger. Die Diskussion um Diesel als Kraftstoff und die Überschreitung der Grenzwerte für Stickoxide vor allem in Städten ist aktueller denn je. Die Suche nach alternativen Motoren und umweltfreundlicheren Kraftstoffen nimmt zu. Autohersteller legen noch mehr Wert darauf, ganzheitliche und nachhaltige Autokonzepte zu entwickeln und Motoren zu entwickeln, die bestenfalls mit schädlichen Emissionen fertig werden: für mehr Klimaschutz.
Ein Ansatz für umweltfreundliches Fahren sind Brennstoffzellenfahrzeuge. Ihre einzige Emission ist Wasser, was sie zum potentiellen Auto der Zukunft macht. Das funktioniert aber nur, wenn dafür grüner Wasserstoff verwendet wird – also Wasserstoff, der durch erneuerbare Energien wie Wind oder Sonne erzeugt wird. Denn nur dann ist es CO2-frei und tatsächlich klimaneutral.
Wie funktioniert eine Brennstoffzelle?
Wasserstoff ist kein natürliches Element. Es kann nur mit Energie hergestellt werden. Zum Schutz der Umwelt sollten erneuerbare Energiequellen genutzt werden. Als optimaler Energieträger eignet sich Wasserstoff besonders zum Antrieb von Fahrzeugen. Außerdem ist Wasserstoff leicht zu speichern und zu transportieren. Er ist damit einer der wichtigsten Energieträger der Zukunft.
Bei einem Auto mit Brennstoffzelle befinden sich außen am Fahrzeugboden drei Spezialtanks. Sie speichern Wasserstoff. Über ein Rohr gelangt es zur Brennstoffzelle und reagiert dort mit Sauerstoff. Sauerstoff gelangt durch große Lufteinlässe in den Kompressor. Durch eine chemische Reaktion, eine „kalte Verbrennung“, entsteht auf der Membran der Strom, der benötigt wird, um das Auto elektrisch anzutreiben. Eine Hochvoltbatterie speichert auch Bremsenergie und verbraucht diese Energie, wenn sie überschritten wird.
Sicherheit unterwegs:
Experten haben die Fahrzeugsicherheit in unzähligen Fahrversuchen getestet, bevor Brennstoffzellenautos in Serie gehen. Sie haben dabei Millionen von Kilometern zurückgelegt. Mirai wurde zudem über mehrere Kilometer erfolgreich getestet und ist so sicher wie jedes andere Toyota-Fahrzeug.
Wasserstoff ist ein gasförmiges Element mit besonderen Eigenschaften. Es besteht keine Gefahr beim Tanken oder Fahren. Dies gilt auch für Unfälle. Obwohl ein Leck im Tank sehr unwahrscheinlich ist, erkennen die Sensoren ein mögliches Wasserstoffleck. Das Fahrzeug schaltet dann automatisch ab und alle Sicherheitsventile schließen.
Als dritte Sicherheitsstufe ist der Innenraum komplett vom Wasserstoffsystem getrennt. Dadurch wird verhindert, dass das Gaselement in den Fahrgastraum eindringt. Der freigesetzte Wasserstoff steigt aufgrund seiner geringen Dichte schneller in die Atmosphäre auf als jedes andere Gas. Ein Überdruckventil gibt bei hohen Temperaturen, die durch einen Brand nach einem Unfall entstehen können, Wasserstoff ins Freie ab.
Die Tanks werden in T-Anordnung auf den Boden gestellt. Zwei der drei Tanks befinden sich im Hinterachsbereich und ein Tank befindet sich im Tunnel unter der Karosserie und ist somit gut geschützt. Es besteht aus einer stabilen Außenschale aus einem Kohlefaser-Verbundmaterial. Oben ist ein faserverstärkter Kunststoff. Schäden können so sofort erkannt werden. Einerseits ist der Tank beständig gegen Innen- und Außendruck sowie Feuer.
Volle Sicherheit beim tanken:
Beim Tanken mit Benzin oder Diesel kann etwas Kraftstoff austreten. Wie ist es, wenn er Wasserstoff tankt? Während des Tankvorgangs sorgen die Schutzmaßnahmen für die nötige Sicherheit. Die Düse am Spenderschlauch ist mechanisch gesichert. Dies garantiert eine optimale Kopplung mit dem Einfüllstutzen des Fahrzeugs. Der Tankvorgang beginnt erst, wenn die Sicherung richtig einschaltet. Mögliche Systemleckagen zwischen Zapfsäule und Brennstoffzellenmaschine können durch Druckimpulse erkannt werden. Im Fehlerfall stoppt der Versorgungsvorgang sofort.
Infrarotsensoren in Wasserstofftanks sowie an Zapfpistole und Pumpe überwachen kontinuierlich die Temperatur beim Tanken. Dies ermöglicht eine genaue Steuerung der Füllmenge für die Wasserstoffversorgung. Befindet sich der Versorgungsschlauch noch im Fahrzeug, fährt die Brennstoffzellenmaschine keinen Meter vorwärts. Sie können Ihre Fahrt nur fortsetzen, wenn der Fahrer den Zapfhahn entfernt und den Tankdeckel schließt.