Abb.: DLR
Bislang verfügbare Systeme kommen über 100 bis 200 Kilowatt nicht hinaus. Ein Projekts namens BALIS soll einen Antriebsstrang mit einer Leistung von rund 1,5 Megawatt entwickeln und erproben. Damit liesse sich ein Regionalflugzeug mit 40 bis 60 Sitzen und 1000 Kilometern Reichweite betreiben.
Das Deutsche Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) fokussiert den weltweit ersten Brennstoffzellen-Antriebsstrang speziell für Flugzeuge, und erhält dafür Fördergelder in Höhe von 26 Millionen Euro vom deutschen Verkehrsministerium. Das emissionsfreie Fliegen mit Wasserstoff soll am DLR-Institut für Technische Thermodynamik in Stuttgart vorangetrieben werden.
Das DLR baut dazu einen Teststand, der das notwendige Gesamtsystem von der Hardware bis zur notwendigen Infrastruktur abbilden soll. Dazu gehören das Brennstoffzellensystem selbst, die Wasserstofftanks, der Elektromotor sowie die Steuerungs- und Regelungstechnik.
«Mit BALIS schaffen wir ein erstes Demonstrationssystem der Leistungsklasse 1,5 Megawatt und erarbeiten die dafür erforderlichen Betriebsbedingungen», erklärt Professor André Thess, Direktor des DLR-Instituts für Technische Thermodynamik. «Im Fokus steht zunächst der Einsatz in der Luftfahrt. Derartige Brennstoffzellensysteme können aber auch im Schwerlastverkehr Anwendung finden, zum Beispiel in grossen Nutzfahrzeugen auf der Strasse, in Zügen oder Schiffen.»
Die meisten und auch bereits kommerziell erhältlichen Brennstoffzellen bringen bislang Leistungen von 100 bis 200 Kilowatt. Um den Megawatt-Bereich zu erreichen, kann man allerdings nicht beliebig viele kleinere Systeme kombinieren. «Bei 1,5 Megawatt liegt eine ‚Schallgrenze‘, was die Architektur und die Leistungsfähigkeit heutiger Komponenten von Brennstoffzellensystemen betrifft», erklärt 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.»
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