Brennstoffzellen für die Bordenergie in Flugzeugen

26. März 2007, 13:07
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Dabei entstehendes Wasser an Bord verwendbar - Prototyp bis 2009 geplant

Graz/Wien - Bis zu einer Tonne Brauchwasser pro Start könnten Flugzeuge sparen, wenn die Bordenergie in Zukunft nicht durch eine Turbine, sondern mittels Brennstoffzellen erzeugt wird. Bei dem innovativen Energie-Konzept wird nämlich nicht nur Strom erzeugt, sondern - gleichsam als Abfall - reines Wasser. Die Grazer Firma "Alpps" arbeitet derzeit im Rahmen des Forschungsförderungsprogramms "Take Off" in Kooperation mit Airbus und EADS an der Entwicklung von Brennstoffzellen für den Einsatz in Flugzeugen.

So lange das Flugzeug am Boden ist, wird die benötigte Elektrizität an Bord - etwa für Triebwerksstart, Hydraulik, Klimaregelung, Licht oder Bordküche - mittels eigener Gasturbinen erzeugt. Diese meist im Heck des Flugzeuges untergebrachten Aggregate müssen einige 100 Kilowatt bis zu einem Megawatt leisten, sie sind schwer und erzeugen Lärm sowie Abgase. Während des Fluges wird die Energie dann von den Triebwerken miterzeugt.

Schlechter Wirkungsgrad

"In beiden Fällen ist der Wirkungsgrad schlecht, was sich auf den Treibstoffverbrauch auswirkt", erklärte dazu Alpps-Geschäftsführer Richard Claassen. Die Brennstoffzellentechnologie hätte nicht nur diesbezügliche Vorteile, es ergeben sich auch nützliche Nebeneffekte. So arbeitet die Brennstoffzelle völlig geräuschlos, Wasserstoff und Sauerstoff werden - durch eine Membran getrennt - zur kontrollierten, kalten Verbrennung gebracht.

Im Gegensatz etwa zur Gasturbine könnten im Rumpf des Flugzeugs mehrere Brennstoffzellen untergebracht werden, dieser modulare Aufbau bringt Vorteile bei der Gewichtsverteilung. Auch wäre im Falle des Ausfalls einer Einheit nicht gleich das ganze Flugzeug ohne Strom. Für die Brennstoffzellen bedarf es keiner zusätzlichen Treibstoffquelle, der für den Betrieb nötige Wasserstoff kann über einen so genannten Reformer aus dem Flugzeugkerosin gewonnen werden.

Als Verbrennungsprodukt entsteht bei der kalten Verbrennung in der Brennstoffzelle ausschließlich reines Wasser. Geschickt ausgenutzt, könnte man damit kochen, Toiletten spülen oder Handwaschbecken betreiben.

Prototyp

Claassen plant, bis 2009 einen Flugzeug-tauglichen Prototyp zu bauen. Ein Problem, mit dem die Techniker dabei konfrontiert sind, bereitet der schwankende Luftdruck in einem Flugzeug. So kann der Druck in der Reiseflughöhe nur noch ein Fünftel jenes auf Meereshöhe betragen, das bereitet Schwierigkeiten. Generell muss aber auch noch die Leistungsdichte höher und das Gewicht geringer werden, so Claassen.

Eher ein Detailproblem ist der Schwefel im derzeit gängigen Flugzeugtreibstoff. Sollte der Schwefelgehalt nicht ohnehin in Zukunft aus Umweltgründen gesenkt werden, ist die Entwicklung einer Entschwefelung für die Brennstoffzellen möglich. (APA)

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