Mit Ökostrom produzierter Wasserstoff ist die Wunderdroge der Elektromobilität: emissionsfrei in der Verbrennung, unkompliiziert im Handling – der Hochdrucktank eines Brennstoffzellenfahrzeugs lässt sich genauso schnell und einfach befüllen wie ein herkömmlicher Benzin- oder Dieseltank. Wasserstoff und Brennstoffzelle sind auf dem Weg in die saubere neue Antriebswelt also so etwas wie die Quadratur des Kreises.
Jetzt kann die Brennstoffzelle sogar fliegen. Ende September absolvierte das weltweit erste viersitzige Passagierflugzeug mit Wasserstoffbrennstoffzellen-Batterie-Antrieb seinen offiziellen Jungfernflug. Die HY4 ist ein Gemeinschaftsprojekt des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt (DLR) mit den Industrie-, Forschungs- und Logistikpartnern Hydrogenics, Pipistrel, H2FLY, Uni Ulm und Flughafen Stuttgart.
Das DLR-Institut für Technische Thermodynamik verantwortete im Forschungsverbund die Entwicklung des Wasserstoffbrennstoffzellen-Antriebs und seine Integration in das Flugzeug. Der Antriebsstrang besteht aus einem Wasserstoffspeicher, einer Niedertemperatur-Wasserstoffbrennstoffzelle sowie einer Hochleistungsbatterie. Die Brennstoffzelle wandelt die Energie des Treibstoffs Wasserstoff direkt in elektrische Energie um. Als einziges Abfallprodukt entsteht dabei Wasser. Mit dem so gewonnenen Strom treibt der Elektromotor den Propeller des Flugzeugs an. Die an Bord mitgeführte Lithium-Ionen-Batterie liefert zusätzlichen Strom während der Startphase und bei Steigflügen. Wird der für die Brennstoffzelle benötigte Wasserstoff durch Elektrolyse erzeugt, die Strom aus erneuerbaren Energien nutzt, fliegt die HY4 komplett emissionsfrei. Das Flugzeug wird von der DLR-Ausgründung H2FLY betrieben.
„Große Passagierflugzeuge werden auf absehbare Zeit noch mit konventionellen Antrieben fliegen. Es gehört jedoch zu den großen Herausforderungen der nächsten Jahrzehnte, die Elektromobilität in die Luft zu bringen und den Luftverkehr der Zukunft CO2-neutral zu machen“, beschreibt Prof. André Thess, Leiter des DLR-Instituts für Technische Thermodynamik, die konkrete Aufgabenstellung. „Unser Ziel ist es, den Brennstoffzellen-Antriebstrang weiter zu verbessern und ihn langfristig auch in Regionalflugzeugen mit bis zu 19 Passagieren zum Einsatz zu bringen.“
Der Elektromotor der HY4 hat eine Leistung von 80 Kilowatt und ermöglicht eine Höchstgeschwindigkeit von rund 200 km/h sowie eine Reisegeschwindigkeit von 165 km/h. Abhängig von Geschwindigkeit, Flughöhe und Zuladung sind Reichweiten zwischen 750 und 1.500 Kilometern möglich. Auffallendes Merkmal der HY4 sind ihre zwei Rümpfe, die über den Flügel sehr fest miteinander verbunden sind. In jedem der beiden Rümpfe haben zwei Passagiere Platz. Das Maximalgewicht der HY4 beträgt 1.500 Kilogramm.
„Mit der HY4 haben wir eine optimale Plattform, um den Einsatz der Brennstoffzelle im Flugzeug weiterzuentwickeln“, sagt Prof. Josef Kallo, Leiter des Projektes HY4 im DLR und Professor an der Universität Ulm. „Kleine Passagierflugzeuge wie die HY4 können sehr bald im Regionalverkehr als Electric Air Taxis eingesetzt werden und eine flexible und schnelle Alternative zu bestehenden Transportmitteln bieten.“
