BMW Group präsentiert erstes Auto mit Benzin-Brennstoffzelle

München. Nach weniger als zwei Jahren Entwicklungszeit präsentiert
die BMW Group das weltweit erste Fahrzeug, dessen Bordnetz von
einer benzinbetriebenen Brennstoffzelle (SOFC) gespeist wird. Die
neuartige Brennstoffzellen-Batterie kann damit in jedem konventionell
betriebenen Auto eingesetzt werden, verringert den Treibstoffverbrauch
und ermöglicht völlig neue Sicherheits- und Komfort-Funktionen. Das
gemeinsam mit Delphi Automotives entwickelte Energiesystem wird
bereits in künftigen BMW Modellgenerationen als sogenannte APU
(Auxiliary Power Unit) angeboten werden. Die BMW Group ist weltweit
führend bei der Entwicklung von Brennstoffzellen-APUs zur
Bordnetzversorgung. Mehrere der in Kleinserie gebauten 750hL mit
Wasserstoff-Zwölfzylindermotor verfügen bereits über eine
wasserstoffbetriebene Brennstoffzellen-APU in
Polymer-Elektrolyt-Membran-Technik.

SOFC-Brennstoffzelle: Effektiv, robust - und preiswert

Bei der neuen Brennstoffzelle handelt es sich um eine sogenannte
"Solid Oxide Fuel Cell", kurz SOFC. In dieser Feststoff-Brennstoffzelle
wird Wasserstoff bei rund 800° C über Zirkonium-Oxid-Keramik zu
Strom umgewandelt. Dazu wird in einem Start- und einem
Hauptreformer mit ebenfalls rund 800° C Betriebstemperatur Benzin
verdampft und Wasserstoff abgespalten. Dieser Wasserstoff reagiert
dann mit dem Sauerstoff aus der mittels Gebläse zugeführten Luft,
wobei Strom erzeugt wird und als "Abfallprodukt" Wasser entsteht.
Nicht verwertetes Restgas wird verbrannt. Die dabei entstehende
Wärme dient zur Aufheizung von Reaktionsluft und Reformer, was den
Gesamtwirkungsgrad weiter verbessert.

Die SOFC-Zelle eignet sich nicht nur durch diese kurze Prozesskette
hervorragend für den Betrieb in konventionell mit Benzin betriebenen
Fahrzeugen. Gegenüber der zur Zeit allgemein favorisierten
PEM-Brennstoffzelle (Polymer-Elektrolyt-Membran), ist die SOFC
zudem weitaus weniger empfindlich gegen Verunreinigungen, die in
einem Benzin-Reformierungsprozess entstehen, da neben Wasserstoff
auch CO in Strom umgewandelt werden kann. Außerdem benötigt sie
keine teuren Edelmetall-Elektroden.

Wirkungsgrad gegenüber konventionellem Konzept verdoppelt

Die Aufgabe der SOFC-Brennstoffzelleneinheit für BMW Pkw ist die
Versorgung des Bordnetzes mit elektrischer Energie. Damit soll dieses
"elektrochemische Kraftwerk" die Funktion übernehmen, die es am
besten erfüllt: die Stromerzeugung mit hohem Wirkungsgrad,
unabhängig vom Motor. Die Umwandlung von Benzin in Strom per
SOFC-Brennstoffzelle ist fast doppelt so effizient wie die Kombination
aus Motor, Lichtmaschine und Batterie. Für den Fahrzeugantrieb selbst
überwiegen aus Sicht von BMW nach wie vor die Vorteile des
Verbrennungsmotors.

Durch ihren autarken Betrieb ermöglicht die Brennstoffzellen-APU neue
Funktionen: Bei Frost können Scheiben vor Fahrtbeginn enteist, Sitze
und Lenkrad beheizt werden. Bei hohen Außentemperaturen kann die
Klimaanlage im Stand oder unabhängig von der Motordrehzahl im
optimalen Bereich betrieben werden. Allein die Standklimatisierung bei
ausgeschaltetem Motor ist mit dem einem Viertel des heutigen
Energiebedarfs möglich. Im Fahrbetrieb ist bereits mit den heute
fahrzeugüblichen elektrischen Verbrauchern eine Einsparung von rund
einem Liter pro 100 Kilometer im Stadtverkehr möglich. Künftige "by
wire-" Systeme wie elektrisch betriebene Lenkung oder Bremsen
benötigen noch weitaus mehr elektrische Energie, die dann per
SOFC-Brennstoffzelle energieeffizient bereitgestellt werden kann.

Der Einsatz von Internet - und Onlinediensten im Fahrzeug und das
"rollende Büro" wird durch die Brennstoffzellen-APU stark vereinfacht.
Die von BMW entwickelte APU ist dabei optimal für das neue
2-Spannungs-Bordnetz geeignet. So versorgen die bereits
existierenden APU-Fahrzeuge nicht nur das konventionelle 12V-Netz,
sondern auch die neu entwickelte Klimaanlage mit 42 Volt.

APU in wenigen Jahren verfügbar: Kundennutzen ohne Kompromisse

Die BMW Group will die Brennstoffzellen-APU und die damit
verbundenen Vorteile in ca. fünf Jahren anbieten. Damit werden BMW
Kunden alle spezifischen Vorteile der Brennstoffzellen-Technologie als
erste nutzen können, ohne dafür Kompromisse eingehen zu müssen.
Ziel der bereits begonnenen Serienentwicklung ist die weitere
Verkleinerung und Optimierung des Gesamtsystems. Die Leistung wird
bei rund fünf Kilowatt liegen, für die der Reformer bereits heute
ausgelegt ist. Der Bedarf der kompakte Brennstoffzellenbatterie wird
mit dem einer konventionellen Bleibatterie vergleichbar sein. Allerdings
übertrifft die Brennstoffzelle die Leistungsfähigkeit und die "Ausdauer"
der Bleibatterie bei weitem. Langfristig könnte die Brennstoffzelle
sogar den elektrischen Generator im Auto ablösen. Mit der APU
beginnt also für das Automobil, in dem in Zukunft immer mehr Strom
gebraucht wird, eine neue Ära.