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Wasserstoffmotor - Wissenswertes zu seiner Funktionsweise

Dass Motoren in den nächsten Jahren reihenweise umgerüstet werden, ist schon lange kein Geheimnis mehr. Herkömmliche Energiereserven gehen zu Ende, stattdessen konzentriert man sich auf Antrieb durch erneuerbare Energien. Wichtig dabei: die CO2-Abfallproduktion soll verringert werden. Ein solcher Motor der Zukunft ist der Wasserstoffmotor. Aber wie funktioniert der eigentlich?

Herkömmliches Tanken - mit Wasserstoffmotoren bald Vergangenheit.
Herkömmliches Tanken - mit Wasserstoffmotoren bald Vergangenheit. © Daniel_Rennen / Pixelio

Grundlagen des Wasserstoffmotors

  • Für Sie sollte zunächst von Interesse sein, dass der Wasserstoffmotor auf einem gewöhnlichen Verbrennungsmotor aufbaut. Was ihn dennoch von all den gewöhnlichen Motoren unterscheidet: er läuft mit Wasserstoff als eine Art Ersatz für den Kraftstoffantrieb.
  • Innerhalb eines Kolbenrotationszylinders soll dabei durch ein Wasserstoff-Sauerstoff-Verhältnis von 2:1 eine Knallgasreaktion herbeigeführt werden. Diese ergibt sich bei der genannten Mischung durch den Kontakt mit Funken oder offenen Flammen. So können Sie sich das Basisprinzip ähnlich der herkömmlichen Motoren vorstellen: Eine Zündkerze oder ein Zündstrahl sorgt für die Reaktion des Wasserstoffes. Damit gründet sich die Funktionsweise des Wasserstoffmotors in weiten Teilen auf dem Ottoprinzip, was herkömmliche Motoren in Zukunft leichter auf Wasserstoff umrüstbar macht.
  • Anders als bei Dieselkraftstoffen und herkömmlichem Benzin benötigt der Wasserstoff für die Knallgasreaktion eine Temperatur zwischen 500 und 600 Grad Celsius. Um diese zu erreichen, hat man mehrere Verfahren entwickelt, die Ihnen im Folgenden kurz erklärt werden sollen.
  • Bei der äußeren Gemischbildung soll der Wasserstoff durch Überdruck in das Ansaugrohr gezogen werden. Damit der zunächst flüssige Wasserstoff als Kraftstoff in dem Rohr ankommt, wird er auf dem Weg erwärmt. Zunächst mischt er sich mit Luft, um im Verbrennungsraum schließlich verdichtet und fremd gezündet zu werden.
  • Zur Direkteinspritzung kann Ihnen erklärt werden, dass dabei schon gasförmiger Wasserstoff unter hohem Druck in den Verbrennungsraum gespritzt werden soll. Wenn das Gemisch abgekühlt ist, wird es mithilfe einer Zündkerze entzündet. Wissenswert für Sie sollte sein, dass ein solches Verfahren eine höhere Leistung des Motors gewährleistet.
  • Als drittes Verfahren kann Ihnen die optimierte Gemischbildung vorgestellt werden. Zusammenfassend verbindet jene die äußere und innere Gemischbildung, um ein optimales Wirken zu erzielen.

Vorteile und Nachteile des Wasserstoffkraftmotors

  • Als einen der größten Vorteile des Wasserstoffmotors können Sie sich merken, dass als Verbrennungsprodukte Wasserdampf und Stickoxide entstehen, wobei Kohlendioxide beinahe gänzlich vermieden werden und nur in geringen Spuren anfallen. Grundsätzlich sind auch die Abgase sauberer, weil diese keinerlei Feinstaub enthalten.
  • Bei einem Wirkungsgrad von 45 % lässt sich der Wasserstoffmotor zudem als effektiver als der bei Benzinmotoren beschreiben, wobei Wasserstoff aus verschiedensten Quellen gewonnen werden kann.
  • Trotz des hohen Wirkungsgrades ist die Leistung von H2-Verbrennungsmotoren derjenigen von Ottomotoren unterlegen. Weiter ist zu den Nachteilen des Motors zu rechnen, dass teilweise leicht Früh-, Selbst- und Rückzündungen durch heißes Restgas auftreten können. Dazu kommen die schlechten Schmiereigenschaften des Wasserstoffes, welche den Schmierfilm schlussendlich sogar angreifen können.
  • Als den wohl entscheidendsten Nachteil eines Wasserstoffmotors sollten Sie die Tatsache kennen, dass die am weitesten verbreitete Gewinnung von Wasserstoff derzeit in Dampfreformierung besteht, wobei hier auf nicht erneuerbare Primärenergien wie Erdgas zurückgegriffen wird.

Zwar bleibt der Wasserstoffmotor trotz seiner Nachteile eine Alternative zu herkömmlichen Motoren, dennoch sollten Sie, wenn Sie sich über eine Umrüstung Gedanken machen, auch andere Möglichkeiten, wie bspw. Elektromotoren, in Betracht ziehen.

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