Ein deutsches Forschungsteam der Otto-von-Guericke-Universität Magdeburg hat einen Wasserstoffmotor vorgestellt, der bald den herkömmlichen Dieselmotor ersetzen könnte. Die Studie wird von Hermann Rottengruber in Zusammenarbeit mit dem WTZ Roßlau geleitet. Forscher des WTZ Roßlau haben das Konzept eines Closed-Loop-Argon-Power-Cycle-Motors (APC) im Jahr 2022 bewiesen, doch Rottengrubers Team präsentiert es nun als praktikable Lösung, die für Hochlastanwendungen in der realen Welt eingesetzt werden kann.
Herkömmliche Dieselmotoren emittieren zahlreiche Schadstoffe, hauptsächlich aufgrund der Bildung von Stickoxiden und der Reaktion von Kraftstoffkohlenstoff mit Sauerstoff während der Verbrennung. Im elektrischen Kreislauf von Argon ersetzt Argon den Stickstoffanteil der Luft, wodurch die Bildung von Stickoxiden verhindert und die thermische Effizienz erhöht wird. Durch die Einspritzung von Wasserstoff und Sauerstoff in den Argon-Treibstoffkreislauf-Motor entsteht Kraftstoff, der sauber verbrennen kann.
Rottengruber und sein Team haben diesen Motor evaluiert und festgestellt, dass er in realen Szenarien sparsamer ist. Ein Großteil des Argongasgemisches verbleibt im geschlossenen System und wird wieder in den Kreislauf eingespeist, was einen hocheffizienten Prozess ermöglicht, der nicht auf teure Abgasbehandlungssysteme angewiesen ist. Das Ergebnis ist ein theoretischer Wirkungsgrad von mehr als 60 % ohne andere Emissionen als Wasser. Im Vergleich dazu erreichen moderne Dieselmotoren einen maximalen thermischen Wirkungsgrad von etwa 50 % und erzeugen gleichzeitig bis zu 22 Pfund Kohlendioxidemissionen pro verbrannter Gallone. Hybridmotoren mit erneuerbaren Kraftstoffen sind Dieselmotoren vorzuziehen, Experten glauben jedoch weiterhin, dass Innovationen im Bereich der Wasserstoffenergie für eine nachhaltige Zukunft notwendig sind.
Die grünen Auswirkungen eines Wasserstoffkreislaufmotors
Globale Anstrengungen sind im Gange, um bis 2050 Netto-Null-Emissionen zu erreichen. Forschungsinstitute und staatliche Stellen treiben Nachhaltigkeitsprojekte voran und finanzieren vorteilhafte Infrastrukturänderungen. Viele dieser Initiativen tragen Früchte; Offshore-Windparks haben positive Auswirkungen auf die lokale Tierwelt und produzieren sauberen Strom für das Netz. Innovationen in der Wasserstoffmotorentechnologie sind ein natürlicher Schritt, um die Gesellschaft von ihrer Abhängigkeit von fossilen Brennstoffen zu befreien.
Wasserstoff ist eine saubere Energiequelle, aber derzeit ist Wasserstoff als Kraftstoff nicht beliebt, da bei seiner Herstellung etwa die gleiche Menge an Emissionen entsteht, die man durch die Verwendung als Kraftstoff einsparen würde. Ein außerordentlich effizienter Wasserstoffkreislaufmotor könnte endlich die weit verbreitete Nutzung von Wasserstoff als Kraftstoff ermöglichen und unseren CO2-Fußabdruck erheblich verbessern.
Allerdings ist der von Rottengruber erwähnte Wasserstoffkreislaufmotor noch kein fertiges Produkt. Der Motor ist derzeit durch die Menge an Wasserstoff begrenzt, die pro Zyklus eingespritzt werden kann, was bedeutet, dass er nicht die Leistungsdichte erreichen kann, die für den praktischen industriellen Einsatz erforderlich ist. Rottengruber wies außerdem auf ein Problem hin, bei dem sich Kohlendioxid im geschlossenen Kreislauf ansammeln würde. Die gute Nachricht ist, dass das Team Zugriff auf zahlreiche Ressourcen hat, die es bei der Lösung dieser Probleme unterstützen können. Die Forschung wird vom Bundesministerium für Wirtschaft und Energie gefördert und Rottengruber sagte, namhafte Hersteller hätten bereits Interesse an der Arbeit seines Teams bekundet.