Honda Brennstoffzellenfahrzeug "FCX Clarity" auf der Los Angeles Autoshow

Der FCX Clarity ist ein emissionsfreies Brennstoffzellenfahrzeug der nächsten Generation mit Wasserstoffantrieb auf Grundlage der komplett erneuerten Brennstoffzellenplattform Honda V Flow. Besonderes Kennzeichen dieses Antriebs ist ein ultrakompakter, effizienter und leistungsstarker Brennstoffzellenstapel. Mit enormen Verbesserungen hinsichtlich Reichweite, Leistung, Gewicht und Wirtschaftlichkeit, sowie seiner sportlichen, dynamischen und eleganten Erscheinung, die zuvor für ein Brennstoffzellenfahrzeug unerreichbar waren, beweist der FCX Clarity die deutlichen Fortschritte von Honda, das mit Wasserstoff betriebene Brennstoffzellenfahrzeug in puncto Form und Funktion an die gewohnten Standards anzugleichen.

Honda plant, den FCX Clarity über eine begrenzte Anzahl von Leasing-Endkunden in Südkalifornien (USA) auf dem Markt einzuführen. Die erste Übergabe soll im Sommer 2008 stattfinden. Genauere Einzelheiten zu dem Leasing-Programm werden noch vor der Auslieferung bekannt gegeben. Gegenwärtig ist ein dreijähriger Leasing-Zeitraum mit einer Monatsrate von 600 US-Dollar einschließlich Wartung und Kaskoversicherung vorgesehen.

Wie der FCX Clarity zu seinem Namen kam

Honda wollte mit der Wahl dieses Namens "Clarity = Klarheit" die Idee zum Ausdruck bringen, dass das Unternehmen ein Brennstoffzellenfahrzeug entwickelt, welches den Herausforderungen der Zukunft mit Klarheit begegnet und zu einer nachhaltigen Mobilität beiträgt.

Wie der FCX Clarity funktioniert

Der FCX Clarity stellt mit dem Brennstoffzellenstapel Honda V Flow in Verbindung mit einem neuen, kompakten und effizienten Lithium-Ionen-Akkupack und einem Wasserstofftank die Energie für den Elektromotor des Fahrzeugs zur Verfügung. Der Brennstoffzellenstapel bildet die Hauptenergieversorgung des Fahrzeugs. In diesem Brennstoffzellenstapel reagieren Wasserstoff aus dem Tank und Sauerstoff aus der Umgebungsluft. Die dabei freigesetzte Energie wird in elektrischen Strom zum Antrieb des Fahrzeugs umgewandelt. Zusätzlich wird kinetische Energie beim Abbremsen des Fahrzeugs zurück gewonnen (regeneratives Bremsen) und zusammen mit überschüssiger Energie aus der Brennstoffzelle im Lithium-Ionen-Akkupack gespeichert. Diese Energie kann bei Bedarf zusätzlich zur Energie aus der Brennstoffzelle abgerufen werden. Das Fahrzeug emittiert nur Wasser.

Brennstoffzellenstapel Honda V Flow

Der Brennstoffzellenstapel V Flow weist eine völlig neue Zellstruktur auf, diese sorgt für eine höhere Leistung von 136 PS (100 kW), kleinere Baugröße und geringeres Gewicht. Das Ergebnis ist eine um 50% verbesserte Ausgangsleistungsdichte pro Volumen und eine um 67% verbesserte Ausgangsleistungsdichte bezogen auf die Masse, jeweils im Vergleich zum vorherigen Generation der Brennstoffzelle von Honda.

Brennstoffzellenstapel V Flow (Zellstruktur mit vertikaler Gasströmung)

Der neue Brennstoffzellenstapel V Flow hat erstmals eine Zellstruktur, in der Wasserstoff und Luft vertikal strömen. Die Schwerkraft führt dabei zu einer effizienteren Ableitung des Nebenprodukts Wasser aus dem stromerzeugenden Bereich. Das Ergebnis ist eine stabilere Stromerzeugung. Die neue Struktur ermöglicht um 17% kleinere Strömungskanäle und trägt damit entscheidend zu dünneren Zellen und einem kompakteren Stapel bei.

Wellenförmige Strömungskanalseparatoren

Der Brennstoffzellenstapel V Flow beinhaltet wellenförmige Strömungskanäle für Wasserstoff und Luft, die von horizontalen Kühlmittelkanälen durchzogen sind. Wellenförmige Strömungskanäle bieten eine größere Strömungslänge pro Kanal als gerade Kanäle, und die entstehende turbulente Strömung im Kanal führt zu einer besseren Verteilung von Wasserstoff und Sauerstoff. Wasserstoff und Sauerstoff verteilen sich daher über die gesamte Elektrode und nutzen den kompakten stromerzeugenden Bereich besser aus. Dabei wird etwa 10% mehr Strom erzeugt als mit geraden Strömungskanälen. Die horizontale Kühlmittelströmung gewährleistet eine gleichmäßigere Kühlung des gesamten stromerzeugenden Bereichs. Dadurch kann die Anzahl der Kühlschichten gegenüber bisherigen Brennstoffzellenstapeln auf die Hälfte reduziert werden. Während der bisherige Stapel eine Kühlschicht für jede Zelle hatte, benötigt der neue Stapel lediglich eine Kühlschicht für jeweils zwei Zellen. Dadurch lässt sich die Stapellänge um 20% und das Gewicht um 30% reduzieren - ein großer Durchbruch hin zu kompakten, leichten Brennstoffzellenstapeln.

Verbesserte Startfähigkeit bei niedrigen Temperaturen

Die durch die Zellstruktur "V Flow" verbesserte Ableitung von Wasser ermöglicht eine höhere Leistung gleich nach dem Start. Das durch die wellenförmigen Strömungskanalseparatoren ermöglichte reduzierte Kühlmittelvolumen und die Single-Box-Konstruktion führen zu einer 40% geringeren Wärmemasse. Dies führt dazu, dass ein Start bei Temperaturen von bis zu -30°C möglich ist.

Brennstoffzellenplattform Honda V Flow

Bei der revolutionär neuen Brennstoffzellenplattform des FCX Clarity ist der ultrakompakte, leichte und leistungsfähige Brennstoffzellenstapel V Flow (65% kleiner als der bisherige Brennstoffzellenstapel von Honda) im Mitteltunnel des Fahrzeugs zwischen den beiden Vordersitzen angeordnet. Die kompakte Baugröße des neuen Brennstoffzellenstapels V Flow ermöglicht einen geräumigeren Innenraum und eine günstigere Anordnung anderer Antriebskomponenten, was sonst in einer schnittigen, flach bauenden Limousine nicht möglich gewesen wäre.

Der FCX Clarity bietet zahlreiche weitere deutliche Fortschritte der Brennstoffzellentechnologie, die Honda nutzt, um Leistungsfähigkeit und Raumausnutzung im Vergleich zum aktuellen FCX zu verbessern. Dazu gehören*:

• um 20% verringerter Kraftstoffverbrauch (2- bis 3-fache Einsparung gegenüber einem Fahrzeug mit Benzinmotor und 1,5-fache Einsparung gegenüber einem Fahrzeug mit hybridem Benzin/Elektro-Antrieb vergleichbarer Größe und Leistung);
• um 30% vergrößerte Reichweite des Fahrzeugs - ca. 430 km;
• Verbesserung des Leistungsgewichts um 120%, teilweise durch Gewichtsreduzierung des Brennstoffzellenantriebs, trotz Zunahme der Gesamtgröße des Fahrzeugs;
• Baugrößenreduzierung des Brennstoffzellenantriebs um 45%, vom Volumen her nun fast einem modernen hybriden Benzin/Elektro-Antriebsstrang ebenbürtig;
• moderner neuer Lithium-Ionen-Akkupack - 40% leichter und 50% kleiner als der bisherige hochkapazitive Kondensator des FCX;
• einzelner Wasserstofftank (350 bar) mit 10% höherem Wasserstoffspeichervermögen als beim Vorgängermodell.

*Änderungen der technischen Daten vor Zertifizierung und Vertrieb von Serienfahrzeugen vorbehalten.

FCX Clarity Design

Der FCX Clarity ist mehr als nur ein Brennstoffzellenfahrzeug. Er steht für Hondas Vision vom Automobildesign der Zukunft und bietet Fahrspaß ohne die Zwänge konventioneller Antriebstechnologien. Die Plattform der viertürigen Limousine FCX Clarity besitzt eine Karosserie mit kurzer Frontpartie und geräumiger Fahrgastzelle, in der vier Insassen samt Gepäck bequem Platz finden. Wichtige Triebstrangkomponenten wie Elektromotor, Brennstoffzellenstapel, Akkupack und Wasserstofftank wurden kompakter und sind über das Fahrzeug verteilt, um Raumangebot, Komfort und Fahrverhalten zu optimieren.

Moderne Werkstoffe und Komponenten

Gemäß seinem Anspruch, ein umweltgerechtes Automobil zu sein, bietet der FCX Clarity Sitzpolster und Türverkleidungen aus Honda Bio-Fabric, einem neuentwickelten pflanzlichen Material, das gegenüber herkömmlichen Interieurmaterialien zu CO₂-Reduktionen führt, bei gleichzeitig überragender Haltbarkeit, Verschleißfestigkeit und Dehnbarkeit, sowie hoher UV-Beständigkeit.

Für zukunftsorientierte Kunden, die ein absolut emissionsfreies Fahrzeug mit alternativen Kraftstoffen suchen, bietet der FCX Clarity zusätzlich ein komplettes und zeitgemäßes Sicherheitspaket sowie zahlreiche Komfortausstattungen. Dazu zählen ein modernes Navigationssystem mit Angaben zu Wasserstofftankstellen, eine Rückfahrkamera, eine adaptive Geschwindigkeitsregelung (ACC), ein Kollisionsschutz-Bremssystem (CMBS), ein hochwertiges Soundsystem, klimatisierte Sitze und Kompatibilität mit BluetoothTM.

Weitere Verbesserungen wie Shift-by-Wire (elektromotorische Getriebeschaltung), elektrische Servolenkung (EPS) und ein neu gestaltetes Armaturenbrett mit einfach ablesbarem Wasserstoffverbrauch verbessern zusätzlich die Attraktivität und Bedienungsfreundlichkeit des Fahrzeugs.

CO₂-Emissionen

Die einzige Emission des FCX Clarity ist Wasser. Je nach Quelle schwanken die CO₂-Emissionen bei der Erzeugung von Wasserstoff. Bei der so genannten "well to wheel"-Bilanz - von der Erzeugungsquelle (well) bis zum Antreiben eines Rades (wheel)- sind jedoch die CO₂-Emissionen bei aus Erdgas gewonnenem Wasserstoff (heutzutage die am häufigsten genutzte Produktionsmethode) weniger als halb so hoch wie die eines konventionellen Benzinfahrzeugs. Durch Erzeugung von Wasserstoff aus Wasser mittels Elektrolyse können CO₂-Emissionen weiter reduziert werden und letztlich Null erreichen, wenn die benötigte Elektrizität aus nachhaltigen Quellen wie Sonnen-, Wind-, Wasser- oder Wellenkraft stammt.

Im Bereich der Solartechnologie hat Honda eigene Solarzellen entwickelt, die bei ihrer Herstellung nur halb so viele CO₂-Emissionen verursachen wie konventionelle Zellen aus kristallinem Silizium. In Japan wurde bereits mit der Serienproduktion und dem Vertrieb dieser Technologie für Wirtschaft und Wohnungsbau begonnen. Auch bei der Stromerzeugung für die Wasserstofftankstelle bei Honda R&D in Torrance (Kalifornien) kommen diese Solarelemente bereits zum Einsatz.

Führungsposition bei Brennstoffzellen

Seit vierzig Jahren arbeitet Honda hart an der Reduzierung von Umweltbelastungen durch das Automobil, unter anderem an der Reduzierung von Emissionen, der Verbesserung der Kraftstoffeffizienz und nun verstärkt und branchenführend am Fortschritt des Brennstoffzellenfahrzeugs mit Wasserstoffantrieb - einer Technologie und einem Kraftstoff, von denen Honda glaubt, dass sie das Versprechen eines nachhaltigen Verkehrswesens der Zukunft halten werden. Zu den bahnbrechenden Errungenschaften von Honda auf diesem Gebiet zählen 2002 die erste Zertifizierung eines Brennstoffzellenfahrzeugs durch EPA (US-Umweltbehörde) und CARB (kalifornische Behörde zur Reinhaltung der Luft), das erste Leasing eines Brennstoffzellenfahrzeugs (2002), das erste Brennstoffzellenfahrzeug mit EPA-Einstufung als kraftstoffsparendes Fahrzeug (2002), der erste Kaltklimakunde (2004), der erste und immer noch einzige Endkundeneinsatz (2005, 2007) und das erste und immer noch einzige Brennstoffzellenfahrzeug, für das in den USA eine Steuervergünstigung gewährt wird.