Innerhalb der Automobilindustrie wird der Wasserstoffverbrennungsmotor oft als Antriebstechnik der Zukunft gesehen. In der Öffentlichkeit ist dieser jedoch weitgehend unbekannt und wird häufig mit der Brennstoffzelle verwechselt.

Der Wasserstoffantrieb oder genauer gesagt der Wasserstoffverbrennungsmotor ist nicht mit der Brennstoffzelle zu verwechseln. Denn beim Wasserstoffantrieb wird ein konventioneller Verbrennungsmotor verwendet, der anstatt mit Benzin mit Wasserstoff betrieben werden kann. Ein Wasserstoffauto arbeitet nach dem Knallgasprinzip, das heißt 2 Teile Wasserstoff und 1 Teil Sauerstoff ergeben die Explosion, die den Ottomotor antreibt. Manches Kombi-Auto lässt sich sogar auf Wasserstoffantrieb modifizieren. Eine häufig verwendete Variante ist das Wasserstoffauto, das wechselweise mit Benzin und Wasserstoff betrieben werden kann.

Funktionsweise des Wasserstoffantriebs

Der große Unterschied zum Benzin- oder Diesel-Ottomotor im Kombi-Auto liegt in der Zündtemperatur von Wasserstoff, welche 560 bis 600 Grad Celsius beträgt. Sie liegt somit weit über der Zündtemperatur von Benzin oder Diesel. Das Wasserstoff-Sauerstoffgemisch kann auf drei Arten in den Motor gelangen.

Saugrohr-Einspritzung

Bei der Saugrohr-Einspritzung wird der flüssige Wasserstoff etwas erwärmt, um gasförmig zu werden, und anschließend mit der Luft vermischt und mit Überdruck in den Motor geblasen. Nachdem das Gemisch im Wasserstoffauto verdichtet wurde, kann es im Verbrennungsraum gezündet werden.

Direkt-Einspritzung

Beim Direkt-Einspritzungs-Verfahren wird der Wasserstoff mit einem Druck zwischen 80 und 120 bar in den Zylinder eingespritzt. Nachdem das Gemisch abgekühlt wurde, wird mit der Zündkerze gezündet. Diese Form der Einspritzung bietet beim Wasserstoffantrieb eine höhere Füllung des Zylinders, wodurch sich eine niedrigere Zündtemperatur ergibt. Gleichzeitig werden der Wirkungsgrad und die Leistung für das Kombi-Auto erhöht. Um das Gemisch ohne Zündkerze zu zünden kann Diesel hinzugefügt werden.

Optimierte Gemischbildung

Beim Wasserstoffantrieb lässt sich auch die Saugrohr-Einspritzung mit der direkten Einspritzung kombinieren. Um das Wasserstoffauto zu perfektionieren, kann der Wasserstoff früh oder spät eingespritzt werden. Die frühe Einspritzung kann schon vor dem Schließen der Einlassventile erfolgen, die späte Einspritzung wiederum knapp vor dem Totpunkt oder auch während der Verbrennung. Häufig wird dieses System folgendermaßen im Kombi-Auto angewandt: In den Zylinder wird vorerst ein mageres Gemisch gefüllt, welches sich nur schwer entzünden lässt. Erst kurz vor dem Todpunkt wird weiterer Wasserstoff eingespritzt, somit entsteht direkt an den Zündkerzen ein zündwilliges Gemisch. Um eine vollständigere Verbrennung zu erzielen und bessere Abgaswerte zu erhalten wird im Augenblick mit Wasserstoff-Einspritzungen während der Verbrennung experimentiert. Weiterlesen…