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Technik  Technik: Wasserstoff-Verbundspeicher

Wasserspeicher



Wasserstofftanks sind rund, klobig und rauben Platz? Wenn es nach Mercedes-Benz geht, bald nicht mehr. Künftig soll das saubere Treibgas in Tanks gespeichert werden, die Teil der Karosserie sind.

 
 Verbundspeicher
  
 Verbundspeicher  - Foto: Wolff  Verbundspeicher - Foto: Hersteller  Verbundspeicher - Foto: Hersteller  Verbundspeicher - Foto: Hersteller  Verbundspeicher - Foto: Hersteller  Verbundspeicher - Foto: Hersteller

Welch ein Sprachmonster: "Strukturintegrierter Wasserstoff-Verbundspeicher". Was da so sperrig im reinsten Ingenieurs-Deutsch daherkommt, ist genau das Gegenteil: ganz und gar nicht sperrig. Der Tank, den Mercedes-Benz seiner Zukunftsstudie F 125! mit auf den Weg ins Jahr 2025 gibt, ist alles - nur nicht platzraubend.

Das elegante Dickschiff der Stuttgarter, das vorausahnen soll, wie dereinst die S-Klasse aussehen könnte, fährt elektrisch und mit Brennstoffzelle. Und die wiederum bezieht ihre Energie aus Wasserstoff. Den in ausreichenden Mengen an Bord einzubunkern ist derzeit vor allem auch ein Platzproblem. Versuchs-Autos wie der Mazda5 Hydrogen RE Hybrid, sein sportlicher Bruder Mazda RX-8 Hydrogen RE oder auch der BMW Hydrogen 7 lagern den sauberen Stoff, aus dem die Sterne sind, derzeit noch in voluminösen und klobigen Tanks, die an Gasflaschen für den Gartengrill erinnern.

Um dem Druck von bis zu 700 bar standzuhalten, mit dem der Wasserstoff in die Tanks gepresst wird, müssen die Behältnisse zylindrisch geformt sein. Wegen der runden Fülle passen sie aber nicht sonderlich perfekt ins Auto. Links, rechts, oben, unten von dem meist im Kofferraum montierten Tank gibt es reichlich Hohlräume, die kaum sinnvoll zu stopfen sind. Die Folge: Bei den bisherigen Wasserstoffautos schrumpft der Laderaum auf ein Alibimaß.

Beim Mercedes F 125! ist das anders: Das Auto selbst ist zu großen Teilen der Tank. Der Speicher besteht aus einem formbaren und porösen Festkörper mit einer so verwobenen inneren Struktur, dass sie eine gewaltige Oberfläche von bis zu gigantischen 10.000 Quadratmetern je Gramm aufweist. Metal Organic Frameworks (MOFs) heißen diese porösen Festkörper, die aus vielen, immer gleichen Grundbausteinen bestehen und sich baukastenähnlich sehr variabel zusammensetzen lassen. Sie bestehen aus metallischen Knotenpunkten, zwischen denen organische Moleküle als Verbindungselemente fungieren. Diese "schwammigen" Festkörper lassen sich mit einem Druck von 30 bar oder weniger befüllen.

Das Ganze ist aber auch so weit formbar, dass es sich flexibel in die Karosserie integrieren lässt und gleichzeitig zur mittragenden Komponente wird. Im Falle des F 125! zum Beispiel - vor Unfallfolgen geschützt - im Bereich des Mitteltunnels zwischen den Frontsitzen und der Bodengruppe.

Noch ist diese Technik erst in der Grundlagenforschung. Die Daimler-Ingenieure sind aber zuversichtlich, ab 2025 damit serienreif zu sein. Für Mercedes-Entwicklungsvorstand Thomas Weber verkörpert der Verbundspeicher "eine echte technische Revolution", weil so zum ersten Mal der Wasserstofftank vollständig in die Karosseriestruktur integriert werden kann. Rund 7,5 Kilogramm Wasserstoff sollen einmal in den Speicher des Mercedes F 125! passen - bei einem Verbrauch von 0,79 Kilogramm je 100 Kilometer genug für eine Reichweite von rund 1000 Kilometern. Und ohne, dass sie das Platzangebot der Passagiere einschränken.

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