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Brennstoffzellenautos schnell betanken

ZSW entwickelt Prüftechnik für Wasserstoff-Tankstellen

15. Juli 2016, 16:18 Uhr | Stefanie Eckardt

Brennstoffzellen-Fahrzeug tankt an der neueröffneten Wasserstoff-Tankstelle am Zentrum für Sonnenenergie- und Wasserstoff-Forschung Baden-Württemberg in Ulm.

Damit Brennstoffzellenfahrzeuge schnell betankt werden können, müssen H2-Tankstellen regelmäßig überprüft werden. Auch die Qualität des Wasserstoffes spielt eine wichtige Rolle. Das ZSW hat Verfahren entwickelt, um die Einhaltung einheitlicher technischer Standards effizient überprüfen zu können.

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Seit 2015 sind in Deutschland die ersten Klein-Serienfahrzeuge mit Brennstoffzellenantrieben verfügbar. Darüber hinaus planen diverse Hersteller, beispielsweise Daimler, die Markteinführung für 2016 und 2017. Die breite Markteinführung von Brennstoffzellen-Fahrzeugen ist jedoch abhängig vom Aufbau der notwendigen Wasserstoff-Tankstellen-Infrastruktur. Denn es gibt bisher zu wenige Wasserstofftankstellen in Deutschland. Die Zahl der H2-Tankstellen soll allerdings bis Anfang 2017 bundesweit auf 50 Wasserstoff-Zapfstellen steigen. Das Ziel bis 2023 sind 400 Stationen. Um ein flächendeckendes Netz zu erhalten, sind rund 1.000 Wasserstofftankstellen erforderlich.

Mit der vom Umweltministerium Baden-Württemberg geförderten Begleitforschung zur Wasserstoff- und Betankungsqualität am Zentrum für Sonnenenergie- und Wasserstoff-Forschung Baden-Württemberg (ZSW) soll der Ausbau der Wasserstoffinfrastruktur unterstützt werden.

Wasserstofftankstellen abnehmen und Gasqualität prüfen

Um den neuen, einheitlichen technischen Standard SAE J2601 sorgfältig und schnell überprüfen zu können, wird das ZSW in Kürze ein speziell entwickeltes und vom TÜV Nord zugelassenes Gerät zur Abnahme von Wasserstofftankstellen in Betrieb nehmen. Neben der Einhaltung von Druck- und Temperaturgrenzwerten und der Infrarot-Kommunikation zwischen Fahrzeug und Tankstelle wird auch die getankte Wasserstoffmenge mit einer Waage und einem Durchflusssensor überprüft. Sogar während und nach der Betankung können Proben zur Analyse der Wasserstoffqualität entnommen werden.

Der 2014 veröffentlichte technische Standard SAE J2601 soll die Betankung mit Wasserstoff weltweit harmonisieren, um die Kommerzialisierung von Brennstoffzellenautos voranzutreiben. Er definiert Parameter, die vergleichbar zu denen des herkömmlichen Tankens sind. Dem Standard zufolge müssen H2-Tankstellen unter anderem einen zuverlässigen Tankvorgang mit Wasserstoff innerhalb von drei bis fünf Minuten für alle PKW und leichten Nutzfahrzeuge ermöglichen.

Auch die Qualität von Wasserstoffproben prüfen die Ulmer Wissenschaftler. Bei der Herstellung und dem Transport von Wasserstoff können Verunreinigungen, beispielsweise durch Kohlenmonoxid, auftreten, die die Brennstoffzellen schädigen. Die zulässigen Grenzwerte sind u.a. im Standard ISO 14687-2 definiert. Derzeit wird am ZSW ein Gerätepark zur Analyse dieser Verunreinigungen aufgebaut.

Darüber hinaus arbeitet das ZSW an einem Konzept zur schnelleren Bewertung der Wasserstoffqualität. In elektrochemischen Schlüsselversuchen wurde bereits die Tauglichkeit bestimmter Brennstoffzellen als Wasserstoffqualitätssensor nachgewiesen. Dieser Umstand kann in Verbindung mit einem Online-Monitoring zu dem Zweck eingesetzt werden, die Überwachung der Wasserstoffqualität an Tank- und Abfüllstellen einfacher und kostengünstiger zu gestalten.