Von Michael Gorbat

Die Brennstoffzellentechnologie wird in der Automobil-Branche mehr und mehr zu einem Thema. Zumindest werden rund um den Globus - in Japan und in Korea gleich wie in den USA oder in Europa - verstärkt Anstrengungen unternommen, Autos, die mit der sauberen Wasserstofftechnologie betrieben werden, für die Zukunft zu entwickeln. Brennstoffzellen wandeln die in Wasserstoff enthaltene Energie chemisch durch Oxidation mit Luftsauerstoff in Strom um - gleichsam eine umgekehrte Elektrolyse.

An vorderster Front mischen das renommierte Paul Scherrer Institut (PSI) und die ETH Zürich mit, die in Zusammenarbeit mit der Forschungsabteilung von Volkswagen sowie verschiedenen Technologiefirmen an der Entwicklung des Brennstoffzellenautos VW Bora HY.Power arbeiten. Das PSI entwickelte und baute dabei, gemeinsam mit der ETH Zürich, die Brennstoffzelle und koordinierte und leitete die Gesamtintegration des Systems im Fahrzeug.

Die ETH entwickelte die Regelung des Brennstoffzellensystems und das Energiemanagement. Zudem realisierte sie die Komponenten zur Leistungsverteilung. Von ETH-Seite waren am Projekt massgeblich Olivier Garcia, Paul Rodatz sowie Martin Ruge beteiligt. So entwickelte beispielsweise Garcia im wesentlichen die Leistungselektronik, während Rodatz für den Bereich Energiemanagement und Ruge für den Bau der Pipolarplatten in den Brennstoffzellen-Stapeln verantwortlich zeichneten. Für die Aufladung und Befeuchtung der Brennstoffzellen war die FEV-Motorentechnik zuständig, während VW das Fahrzeug, den Elektromotor und die Fahrzeugsteuerung lieferte.

Das Zusammenspiel zwischen den verschiedenen Partnern funktioniert offenbar ausgezeichnet: Einen ersten Härtetest, bei dem der Bora HY.Power bei winterlichen Bedingungen am 16. Januar dieses Jahres den Simplon Pass zu meistern hatte, bestand das Fahrzeug jedenfalls erfolgreich. Gemäss dem Projektverantwortlichen am PSI, Dr. Philipp Dietrich, wollte man mit der Simplonfahrt das Potential dieser Technologie aufzeigen. "Und zwar nicht nur im Labor, sondern vor allem auch in der Realität des Strassenverkehrs."

Energiegewinn dank Supercaps

Am PSI forscht man bereits seit 1994 an der Entwicklung der Brennstoffzellen-Technologie. 1997 wurden gemäss Dietrich erste Kontakte zu Industrie-Partnern aufgenommen, um die Möglichkeiten einer sinnvollen Verwendung der neuen Technologie zu evaluieren. Die Gespräche mit den interessierten Partnern dauerten rund zwei Jahre und führten in der Folge zum Projekt mit Volkswagen, das im Frühjahr 1999 gestartet wurde und auch von Seiten des Bundesamtes für Energie sowie von der AMAG (Automobil- und Motoren AG) finanzielle Unterstützung geniesst.

In der Zwischenzeit war am PSI weiter an verschiedenen konzeptionellen Verbesserungen gearbeitet worden. "So kamen wir schnell einmal auf die Idee, dass es möglich sein sollte, die Bremsenergie zurückzuspeichern", erklärt Dietrich im Gespräch mit ETH Life. Das Kernstück hierfür bilden Superkondensatoren, oder auch schlicht "Supercaps" genannt, die in einem physikalischen Prozess Energie speichern, welche beim Bremsen freigesetzt wird. Die Superkondensatoren waren im übrigen vom PSI in Zusammenarbeit mit der Schweizer Firma Montena entwickelt worden, welche diese dann auch herstellte und nun weiter produziert.

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