Elektromobilität Bosch und Powercell entwickeln Brennstoffzellen-Stacks

Bosch und Powercell Sweden entwickeln gemeinsam Brennstoffzellen-Stacks für die Automobilindustrie. Bis spätestens 2020 soll die Technik serienreif sein.

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Bosch und das schwedische Unternehmen Powercell Sweden entwickeln gemeinsam Wasserstoff-Brennstoffzellen-Stacks, basierend auf der sogenannten Polymerelektrolyt-Brennstoffzelle (PEM). Die Kooperation umfasst die Weiterentwicklung des Brennstoffzellen-Stacks „S3“ des schwedischen Unternehmens für die Automobilindustrie. Aktuell leistet der Stack zwischen 30 und 125 Kilowatt. Bis zum Jahr 2020 soll die Technik serienreif sein. Bosch fertigt die Stacks dann exklusiv; rund 50 Millionen Euro hat der deutsche Automobilzulieferer dafür an Powercell bezahlt.

Powercell stellt mit seinen 60 Mitarbeitern Stacks mit bis zu 125 Kilowatt Leistung zunehmend automatisiert her. Das Unternehmen mit Sitz in Göteborg ist eine Ausgliederung der Volvo-Gruppe und wurde im Jahr 2008 gegründet. Es liefert bereits Brennstoffzellen für den prototypischen Einsatz in Lkw und Pkw. Bosch verfügt über ein Portfolio an Komponenten für Brennstoffzellen in Lkw und Pkw, darunter den Luftkompressor mit Leistungselektronik und das Steuergerät mit Sensoren.

Elektrische Energie aus Wasserstoff und Sauerstoff

Der Stack, den beide Unternehmen entwickeln, ist ein „Stapel“ mehrerer in Reihe geschalteter Zellen und bildet das Kernstück der Brennstoffzelle: Er wandelt Wasserstoff in einer chemischen Reaktion mit Sauerstoff in elektrische Energie – entweder zum Laden einer Batterie im Fahrzeug oder direkt zum Antrieb des elektrischen Motors. Die unterschiedlichen Leistungsstufen zum Beispiel für Lkws oder Pkws lassen sich mittels Kombination mehrerer Stacks erreichen.

Deutlicher Vorteil des Energieträgers Wasserstoff: Er ist klimaneutral mit erneuerbarem Strom herstellbar. In Deutschland existiert bereits ein Wasserstoff-Tankstellennetz mit mehr als 60 Stationen – Tendenz steigend. Tanken lässt sich Wasserstoff innerhalb weniger Minuten als hochkomprimiertes Gas.

Wasserstoff in Nutzfahrzeugen

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20 Prozent der E-Fahrzeuge mit Brennstoffzelle

Bosch sieht im Geschäft mit mobiler Brennstoffzellentechnik viel Potenzial: Bis 2030, schätzt das Unternehmen, werden bis zu 20 Prozent aller Elektrofahrzeuge weltweit mit Brennstoffzellen angetrieben. Die beste Chance für eine breite Nutzung der Technik bestehe im Nutzfahrzeug-Markt. Vor allem, weil die Europäische Union die CO₂-Flottenemissionen bei Lkw bis 2025 um durchschnittlich 15 Prozent verringern will, um 30 Prozent bis zum Jahr 2030 – und das wird nur mit elektrifizierten Antriebssträngen gelingen.

Im Pkw soll die Brennstoffzelle ebenfalls zum Einsatz kommen, dafür müssen jedoch laut Bosch die Kosten für die Technik sinken. Der teuerste Teil ist der Stack, der bis zu zwei Drittel der Gesamtkosten eines Brennstoffzellen-Systems ausmacht. „Industrialisierung und Verbreitung der Technik am Markt“ sollen aber laut Bosch die Kosten senken. Gleiches gilt für den Wasserstoff. Er wird derzeit vorwiegend für industrielle Anwendungen hergestellt, das Kilogramm kostet oft noch mehr als fünf Euro – tendenziell soll die steigende Produktion hier auf den Preis drücken. Zum Vergleich: Ein Kilogramm Wasserstoff enthält so viel Energie wie 3,3 Liter Diesel. Für 100 Kilometer benötigt ein 40-Tonnen-Lkw etwa neun bis zehn Kilogramm Wasserstoff.

Kooperation bei stationären Brennstoffzellen

Neben PEM-Brennstoffzellen arbeitet Bosch gemeinsam mit dem britischen Unternehmen Ceres Power an sogenannten Festoxid-Brennstoffzellen (SOFC). Das Ziel: Fabriken oder Rechenzentren dezentral mit Strom versorgen. Die Technik soll kleine Kraftwerke ermöglichen, die sich innerstädtisch und in Industrie- und Gewerbegebieten installieren lassen und die Lastspitzen abdecken. In der Zukunft soll ein SOFC-Modul zehn Kilowatt elektrische Leistung erzeugen. Für einen höheren Energiebedarf lassen sich beliebig viele Module mit gleicher Leistung vernetzen.

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Studie: Entwicklung bei Brennstoffzellenfahrzeugen

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