Hydrogen 7: BMW bringt Luxuslimousine mit Wasserstoff-Antrieb

Wie Suns Chefvisionär Tom Groth im Gespräch mit ZDNet ausführte, ist das große Problem von Wasserstoffantrieben das Verdampfen des Treibstoffes. Dem hat BMW durch das Engagement des österreichischen Entwicklungspartners Magna Steyr entgegengewirkt. Der Wasserstoffspeicher besteht nun aus einem doppelwandigen Tank, dessen Innen- und Außenhülle aus jeweils zwei Millimeter starkem Edelstahlblech gefertigt werden. Zwischen Innen- und Außentank befindet sich eine 30 Millimeter starke Vakuumsuperisolation. Mit dieser Anordnung soll die Wärmeleitung reduziert werden. Die Zwischenschicht erreicht die Isolationswirkung von etwa 17 Metern Styropor. Die Aufhängungen zwischen Innen- und Außentank bestehen aus gering wärmeleitenden CFK-Bändern.

Die für den Wasserstoffspeicher des BMW Hydrogen 7 entwickelte Isolationstechnik führt zu einer in der herkömmlichen Praxis bisher unerreichten Temperaturkonstanz. Ein plakatives Beispiel: Würde ein derartiger Speicherbehälter beispielsweise mit kochendem Kaffee gefüllt, so bliebe dieser mehr als 80 Tage lang heiß. Erst danach wäre die Temperatur des Getränks so weit gesunken, dass es genießbar wäre. Ebenso effektiv wird für gleich bleibende Kälte gesorgt. Die hochwirksame Isolation ermöglicht es, den flüssigen Wasserstoff über einen langen Zeitraum bei einem Druck von 3 bis 5 bar und einer konstanten Temperatur von etwa – 250 Grad Celsius zu speichern.

Der Wärmeeintrag, der zum Verdampfen von Wasserstoff führt, ist laut BMW minimal. Der Verlust, der aus dem mit einem Temperaturanstieg verbundenen Druckaufbau resultiert, werde gezielt gesteuert. Das so genannte Boil-Off-Management begrenze den Tankinnendruck und sorgt für eine kontrollierte Entnahme von bereits verdampftem Wasserstoff. Der freigegebene gasförmige Wasserstoff wird in einem Venturirohr verdünnt und in einem Katalysator zu Wasserdampf aufoxidiert.

Die als Standzeit bezeichnete Phase bis zur kontrollierten Entleerung eines zur Hälfte gefüllten Wasserstofftanks beträgt etwa neun Tage. Auch nach diesem Zeitraum können immer noch rund 20 Kilometer im Wasserstoff-Modus zurückgelegt werden. Im Fahrbetrieb ist die definierte Umwandlung von flüssigem zu gasförmigem Wasserstoff ein permanenter Vorgang. Denn der Treibstoff wird dem Speichertank in gasförmigem Zustand entnommen und der Gemisch¬aufbereitung zugeführt. Aus diesem Grund wird flüssiger Wasserstoff innerhalb des Tanks gezielt verdampft und ein Gaspolster mit definiertem Druck aufgebaut.

Die Erwärmung des aus dem Tank entnommenen gasförmigen Wasserstoffs ist für die Gemischaufbereitung notwendig. Dazu wird Wärme aus dem Kühlmittelkreislauf des Motors genutzt. Dies erfolgt mittels eines Systems aus zwei miteinander gekoppelten Wärmetauschern. Der Wärmetauscher in der so genannten Neben-System-Kapsel (NSK) erhält seine Wärme aus dem Kühlkreislauf des Motors und führt diese einerseits über den zweiten Wärmetauscher dem Wasserstofftank zu, andererseits wird der Wasserstoff für die Gemischaufbereitung erwärmt.