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Motortechnik Forscher speisen schädliche Dieselmotoren mit Wasserstoff als Treibstoff

Die in 18 Monaten ungerüstetete Diesel-Maschine.
Die in 18 Monaten ungerüstetete Diesel-Maschine.
© PR
Australische Wissenschaftler behaupten, sie könnten jeden schweren Dieselmotor so umstellen, dass er vor allem Wasserstoff konsumiert. So können die Emissionen von Lkw und Maschinen schnell drastisch gesenkt werden.

Wasserstoff gilt als Treibstoff der Zukunft. Man kann ihn aus grüner Energie gewinnen, es verbrennt vollkommen schadstofffrei. Es gibt zwar Verluste, wenn Strom in Wasserstoff verwandelt wird, dafür kann man das Gas aber lange lagern und leicht transportieren. Diesen Vorteil machten sich australische Wissenschaftler nun von Nutzen und erfanden eine neue Art Hybridmotor.

In einem Fahrzeug wird der Wasserstoff normalerweise in einer Brennstoffzelle verwendet – hier erzeugt er Strom. Vom Antrieb her ist ein Wasserstoffauto ein E-Fahrzeug nur mit Gastank und Zelle anstatt Akkus.

Aber es geht auch anders: Anstatt der teuren Zelle kann man das Gas auch in einem Motor verbrennen. So ein Wasserstoffmotor unterscheidet sich nicht großartig von anderen Verbrennern. Nur das, als Abgas lediglich Wasser aus dem Auspuff tropft.

Der Motor schluckt ein Gas-Dieselgemisch 

Wissenschaftler in Australien ist nun ein Kunststück gelungen: Sie konnten einen Dieselmotor so herrichten, dass er sowohl mit Diesel und dem umweltfreundlichen Wasserstoff angetrieben werden kann.

Das allein wäre schon spektakulär. Doch das Dual-Fuel-System mit Wasserstoff-Diesel-Direkteinspritzung kann noch mehr, es ist ein Nachrüstsystem, mit dem Motoren im Bestand umgerüstet werden. Angeblich soll man jeden schweren Dieselmotor, der in Lastkraftwagen, in der Landwirtschaft und im Bergbau eingesetzt wird, in nur wenigen Monaten umbauen können.

Die in "International Journal of Hydrogen Energy" veröffentlichten Arbeit zeigt, dass das Hybridystem den CO2-Ausstoß dann um 85,9 senken kann. "Diese neue Technologie reduziert die CO2-Emissionen bestehender Dieselmotoren erheblich, sodass sie einen großen Beitrag dazu leisten könnte, unseren CO2-Fußabdruck zu verkleinern, insbesondere in Australien mit seinem Bergbau, der Landwirtschaft und anderen Schwerindustrien, in denen Dieselmotoren weit verbreitet sind", so Professor Shawn Kook von der School of Mechanical and Manufacturing Engineering in Sydney.

Schnelle Redkution der Emissionen

Warum ist das so wichtig? Zum einen gibt es für viele schweren Maschinen noch gar keine umweltfreundlichen Antriebe. Mit dem Hybridsystem könnte jede schwere Maschine vom Panzer bis zum Riesenbagger umgerüstet werden. Zudem könnten sich die Übergangszeiten enorm verkürzen. Sobald der Wasserstoff in genügenden Mengen vorhanden ist, kann man den Maschinenpark umbauen, ohne auf das Ende des Lebenszyklus der Geräte zu warten.

"Dieselmotoren, die bereits im Einsatz sind, nachzurüsten, geht viel schneller, als auf die Entwicklung völlig neuer Brennstoffzellensysteme zu warten, die frühestens in zehn Jahren in größerem Maßstab auf dem Markt sein werden."

Grüner Wasserstoff

Bei dem Motor wird eine ursprüngliche Dieseleinspritzung benutzt und eine Wasserstoffeinspritzung direkt in den Zylinder hinzugefügt. Der Trick ist die richtige Mischung im Zylinder. "Wenn man einfach Wasserstoff in den Motor gibt und alles miteinander vermischt, entstehen viele Stickoxidemissionen (NOx), die eine wichtige Ursache für Luftverschmutzung und sauren Regen sind", sagt Prof. Kook. Weiterer Vorteil, der Motor ist nicht wählerisch. Er benötigt nicht den hochreinen Wasserstoff wie die Brennstoffzellen.

Es fragt sich natürlich, wo der grüne Wasserstoff aus natürlichen Quellen herkommen soll. Doch dieses Problem stellt sich in Australien anders dar als in Europa. Das Land verfügt über unendlichen Flächen und Küsten. Dort kann auf natürliche Weise Strom erzeugt werden. Angesichts der Dimensionen und Faktoren wie der höheren Sonneneinstrahlung wird man in Australien Solarstrom sehr viel günstiger herstellen können als etwa in Deutschland, sodass auch die Umwandlungsverluste bei der Verwandlung in grünen Wasserstoff tragbar wären.

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