Erstflug mit Brennstoffzelle

Das Deutsche Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) hat auf dem Flughafen Stuttgart das erste bemannte Flugzeug weltweit vorgestellt, das ausschließlich mit einer Brennstoffzelle starten und fliegen kann. Die innovative Hochtemperatur-Polymer Elektrolyt Membrane (PEM) Brennstoffzelle erzeugt im Motorgleiter Antares DLR-H2 den Strom für den Elektroantrieb. Ziel des Einsatzes ist eine Abschätzung des Potenzials der Technologie für den künftigen Einsatz in Verkehrsflugzeugen.

Wenn Flugzeuge am Boden sind, erzeugen Turbinen oder Hilfsaggregate die Energie für die Klimaanlage. Während des Fluges wird ein Teil der Energie der Triebwerke für die vielfältigen elektrischen Anwendungen und die Klimatisierung abgezogen. In Zukunft können Brennstoffzellen eine umweltfreundliche und energiesparende Alternative sein. Sie erzeugen dann Strom, Wärme, Innertisierungsgase und sogar das Brauchwasser. Dadurch sparen sie Gewicht und bieten eine größere Ausfallsicherheit, da mehrere, über das Flugzeug verteilte Brennstoffzellen die Generatoren in den Turbinen ersetzen. Für den Antrieb von Großverkehrsflugzeugen kommt die Brennstoffzelle jedoch in absehbarer Zeit nicht in Betracht.

Bis es so weit ist, muss die Technologie weiter entwickelt und intensiv getestet werden. Das DLR ist dabei führend und unterstützt die Flugzeugindustrie. Erste Untersuchungen in den Testständen des DLR haben gezeigt, dass die Hochtemperatur-PEM Brennstoffzelle mit den Celtec®-Membran-Elektroden-Einheiten (MEA) der BASF auch bei Unterdruck leistungsfähig ist und einfach integriert werden kann.

An der Bewertung der Hochtemperatur-PEM Brennstoffzelle sind zunächst 3 Partner beteiligt: die BASF als Hersteller der weltweit einzigen kommerziellen Membran-Elektroden-Einheit (MEA) für diesen Brennstoffzellentyp, die dänische Firma Serenergy A/S, die einen besonders kompakten und luftgekühlten Brennstoffzellenstapel (Stack) liefert, sowie das DLR, das den Stack in das Brennstoffzellsystem und dieses ins Flugzeug integriert und gemäß den AnForderungen der Luftfahrt testet.

Hochtemperatur-PEM Brennstoffzellen werden bei 120 bis 180°C betrieben, benötigen keine Befeuchtung, können einfach gekühlt werden, haben ein breites Betriebsfenster und tolerieren Verunreinigungen im Wasserstoffgas. Letzteres ist besonders wichtig, falls in Zukunft der Wasserstoff an Bord des Flugzeuges aus Kerosin gewonnen wird.