Brennstoffzelle als Range Extender: Kult-Buggy CSE Morris fährt 800 Kilometer ohne Pause

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Münchner Cleantech-Unternehmen SIQENS liefert eine Methanol betriebene Brennstoffzelle für elektrifizierten Mini Moke von C&S aus Schwäbisch-Gmünd

Fotos: Dino Eisele

Die Verwendung von Brennstoffzellen auf Basis gasförmigen Wasserstoffs als Range Extender in PKW oder Nutzfahrzeugen hat sich bis heute nicht durchgesetzt: Dabei können elektrische Antriebsstränge mit ideal ausgelegten Brennstoffzellen, von viel kleineren Batterien, bei deutlich höheren Reichweiten profitieren.

Die Duale Hochschule Baden-Württemberg, die C&S GmbH und die SIQENS GmbH zeigen jetzt einen solchen Antriebsstrang – und setzen dabei auf flüssiges Methanol als Energieträger, weil der Alkohol in puncto Handling und Speicherbarkeit Wasserstoff deutlich überlegen ist. Als Versuchsträger diente den Partnern ein echtes Kultfahrzeug.

Das CSE Morris genannte Fahrzeug basiert auf dem Mini Moke, einem Buggy, der seit den 60er Jahren und Auftritten bei James Bond Kultstatus genießt. Ursprünglich für den Militäreinsatz entwickelt, ist der Mini Moke später zum Lifestyle-Objekt geworden. Während James Bond damit auf Verbrecherjagd ging, fuhr Brigitte Bardot den luftigen Buggy in ihrer Freizeit – und machte ihn an der französischen Riviera, in Australien oder der Karibik zum Lifestyle-Objekt.

Die im Kooperationsprojekt entstandene und elektrifizierte Neuauflage verfügt über einen kobaltfreien Lithium-Eisenphosphat-Akku mit einer Kapazität von 20 Kilowattstunden. Die Reichweite liegt damit bei rund 140 Kilometern. Zusätzlich zum klassischen Nachladen an der Steckdose, kann die Batterie während der Fahrt über den eingebauten SIQENS Ecoport 800, eine Methanol-betriebenen Brennstoffzelle, mit Energie versorgt werden. Mit 40 Liter Methanol lassen sich so 800 Kilometer erreichen.

Viele Vorteile durch flüssiges Methanol

Die Nutzung von Methanol bringt – gerade im Automotive-Bereich – einige Vorteile. Während Wasserstoff generell flüchtig ist und deshalb nur unter hohem Druck in den Tank gepresst werden kann, ist das Handling des flüssigen Alkohols um einiges einfacher. Als industrieller Grundstoff ist Methanol weltweit verfügbar und kann problemlos in Kunststoff-Kanistern gelagert werden.

Dabei wird im SIQENS Ecoport 800 nur äußerlich betrachtet auf Wasserstoff verzichtet: Im Innern des Geräts wird aus dem zugeführten Methanol Wasserstoff gewonnen. Dieser reagiert am Brennstoffzellen-Stack mit Sauerstoff und erzeugt so elektrische Energie, mit der die vorhandene Batterie nachgeladen wird. Methanol dient folglich als flüssiger Wasserstoffträger, der neben seinen überlegenen Lager- und Transporteigenschaften eine höhere volumetrische Energiedichte als verflüssigter oder unter Druck gespeicherter Wasserstoff aufweist.

In seiner patentierten Funktionsweise unterscheidet sich das System somit von anderen Brennstoffzellen – beispielsweise den aus dem Camping-Bereich bekannten Direkt-Methanol-Brennstoffzellen – in denen zwar ebenfalls Methanol als Brennstoff zum Einsatz kommt, allerdings in hochreiner Form. So kann im SIQENS-System Methanol nach Industrie-Standard getankt werden und das Gerät muss im Stand-By auch bei Minusgraden nicht beheizt werden.

Durch den niedrigen Verbrauch findet sich die SIQENS Technologie derzeit vor allem zur Energieversorgung an Standorten ohne Netzanschluss oder der temporären Stromversorgung auf Baustellen. Die Leistung beträgt 800 Watt – Varianten mit 1,5 und 3 Kilowatt werden entwickelt und befinden sich momentan in der Testphase.

Wie Wasserstoff wird auch Methanol heute überwiegend aus Erdgas hergestellt. Neben der konventionellen Erzeugung sind bereits mehrere Anlagen zur synthetischen Herstellung von grünem Methanol in Betrieb – weitere Standorte befinden sich in der Umsetzung. Bei der Energieerzeugung per Brennstoffzelle werden weder Stickoxide noch Feinstaub aus dem Auspuff emittiert.

Pro Liter Methanol wird mit 1,09 kg deutlich weniger Kohlendioxid ausgestoßen als bei Diesel mit 2,65 kg pro Liter. Selbst bei Verwendung grauen Methanols wird der CO2-Ausstoß im Vergleich zu einem Verbrennungsmotor auch aufgrund des höheren Wirkungsgrades der Brennstoffzelle um über 60 Prozent reduziert. Kommt synthetisches Methanol auf Basis erneuerbarer Energien zum Einsatz, wird das Fahrzeug klimaneutral.

Weitere Fahrzeuge in der Entwicklung

Die C&S GmbH mit Sitz in Schwäbisch Gmünd, ist als Entwickler von Rettungs- und Sonderfahrzeugtechnik tätig. So wurde letztes Jahr die erste „vollelektrische“ E-Ambulanz in die Vereinigten Arabische Emirate und dieses Jahr nach Irland konzipiert, gebaut und ausgeliefert. Das Besondere dabei ist, dass gebrauchte Ambulanzen, die aufgrund der hohen Kilometerleistung normalerweise aus dem Verkehr genommen werden, künftig durch die Elektrifizierung wieder in den Dienst gestellt werden können.

„Die Kombination kleine Batterie und Brennstoffzelle als Range Extender eignet sich vor allem für Nutzfahrzeuge, bei der eine hohe Reichweite gefordert ist und die Batterie häufig noch Energie für Zusatzaggregate wie z.B. ein Kühlaggregat liefern muss“, sagt SIQENS-Geschäftsführer Volker Harbusch. Derzeit befinden sich weitere Sonderfahrzeuge bei unserem Partner C&S in Schwäbisch-Gmünd in der Entwicklung. Harbusch: „Wir sind überzeugt von dieser Kombination, und sicher, in Zukunft viele Nutzfahrzeuge damit ausstatten zu können.“

Über SIQENS

SIQENS, gegründet 2012 in München, entwickelt und produziert Methanol-Brennstoffzellen. Die Geräte werden als Alternative zu Dieselgeneratoren verwendet und kommen zur Notstromversorgung, sowie an Orten ohne feste Anbindung ans Stromnetz zum Einsatz.

Das SIQENS Brennstoffzellensystem, der Ecoport, wird mit flüssigem Methanol betrieben. Aus dem Methanol wird im Ecoport Wasserstoff gewonnen. Dieser reagiert mit Sauerstoff und erzeugt so elektrische Energie. Der Ecoport wird mit einer Batterie verbunden und lädt diese bei Bedarf automatisch nach. Angeschlossene elektrische Geräte werden dabei direkt von der Batterie versorgt. Durch patentierte Kreisläufe zur Rückgewinnung von Prozessmedien und Energie läuft das System besonders effizient.

Im Gegensatz zu Dieselgeneratoren sind Brennstoffzellen sparsam, haben kaum Wartungsbedarf und stoßen weder Feinstaub noch Stickoxide, sowie deutlich verringerte CO2-Emissionen aus. Wird Methanol aus regenerativen Quellen verwendet, erfolgt der Betrieb komplett klimaneutral.

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