Das Auto steht auf dem Prüfstand: Klar ist, dass fossile Brennstoffe keine Zukunft mehr haben können. Doch sind Wasserstoffautos die Lösung, um den Mobilitätsdrang der Menschen mit Umweltverträglichkeit zu vereinen? Was ist Wasserstoff? Wie lässt er sich gewinnen und wo wird er schon überall genutzt?

Blaues Auto auf Straße
Im Betrieb stößt ein mit Wasserstoff betriebenes Auto kaum Schadstoffe aus. Doch die Energiebilanz des alternativen Antriebs ist trotzdem schlechter als die eines reinen Elektromotors. © Nannica / www.pixabay.com

Bei einem Wasserstoffauto oder auch Brennstoffzellenauto handelt es sich um eine Sonderform des Elektroautos. Für den Antrieb wird Strom mithilfe von Wasserstoff und Luftsauerstoff gewonnen. Die beiden Elemente sind durch eine sogenannte Elektrolytmembran getrennt, die Protonen leitet, jedoch für Elektronen undurchlässig ist. Verbunden sind die beiden Seiten über einen Leiter, der von einer negativen Anode auf der einen zu einer positiven Kathode auf der anderen Seite verläuft. An der Anode oxidiert der Wasserstoff und spaltet sich dadurch in Protonen und Elektronen auf, wobei nur die positiv geladenen Teilchen die Membran durchqueren können. Auf der anderen Seite der Wand treffen die Wasserstoffionen auf den Luftsauerstoff und es entsteht Wasser (H2o). Da die negativ geladenen Elektronen die Membran nicht passieren können, jedoch von der positiv geladenen Kathode angezogen werden, nehmen sie den Weg über den Elektronenleiter zur anderen Seite. Dabei entsteht der Strom, der das Fahrzeug antreibt.

Eine Fahrt mit dem Brennstoffzellenauto ist durch diesen Vorgang weitestgehend emissionsfrei. Auch wenn sich ein leichter Schadstoffausstoß bisher nicht vermeiden lässt, ist das Wasserstoffauto deutlich sauberer als Fahrzeuge mit herkömmlichen Motoren und wird daher im Kontext der amerikanischen Autoindustrie als „Zero Emission Vehicle“ (ZEV) bezeichnet. In der Debatte um alternative Antriebe sollte allerdings nicht vernachlässigt werden, wie der Wasserstoff erst gewonnen wird.

Gewinnung des Wasserstoffs

Bei Wasserstoff handelt es sich in seiner natürlichen Form um ein farb- und geruchloses Gas, das beinahe unerschöpflich zur Verfügung steht. Es wird bereits in verschiedenen industriellen Prozessen genutzt von der Lebensmittelproduktion bis hin zur Herstellung von Baumaterialien. Als Treibstoff ist es allerdings noch nicht sehr populär. Um Wasserstoff nutzbar zu machen, muss er erst auf chemischem Wege gewonnen werden, denn in der Natur tritt er nur in gebundener Form auf. Das üblichste Verfahren dafür ist die Dampfreformierung. Dabei werden Stoffgemische wie beispielsweise Erdgas zusammen mit Wasserdampf einem hohen Ausmaß an Hitze und Druck ausgesetzt, wodurch Wasserstoff freigesetzt wird.

Und genau hier liegt ein Kritikpunkt am Brennstoffzellenauto: Wasserstoff kann auch mittels Elektrolyse aus umweltfreundlichen Energien gewonnen werden, in den meisten Fällen verwendet die Industrie allerdings die Dampfreformierung fossiler Brennstoffe wie zum Beispiel Kohle oder Erdöl. Der Schadstoffausstoß wird also nicht minimiert, sondern vielmehr vom Straßenverkehr hin zur Treibstoffproduktion verlagert. Das Brennstoffauto stellt in seiner aktuellen Form eine Verbesserung für feinstoffbelastete Innenstädte dar, jedoch keine Dauerlösung für unser Klima. Umweltfreundlicher Personentransport mit dem Brennstoffzellenauto ist somit erst möglich, wenn Wasserstoff gänzlich aus erneuerbaren Energien gewonnen wird.

Des Weiteren besitzt das Brennstoffzellenauto eine deutlich schlechtere Energiebilanz als herkömmliche Elektroautos. So benötigt der Wasserstoffantrieb im Vergleich mit einem reinen Elektromotor mehr Energie für dieselbe Strecke. Die komplizierten Transport- und Speichermechanismen des Wasserstoffs erfordern zudem eine teure Infrastruktur, allen voran neue Wasserstofftankstellen, um diesen Treibstoff allgemein zu etablieren. Das Brennstoffzellenauto kommt im Betrieb zwar mit deutlich weniger Schadstoffen aus, als Fahrzeuge mit Verbrennungsmotoren, ist jedoch aufgrund seiner Kraftstoffgewinnung nicht zwingend ökologischer als herkömmliche Autos. Die Erfindung des Wasserstoffantriebs macht jedoch Hoffnung auf weitere Entwicklungen in der Autoindustrie und auf eine Zukunft der schadstofffreien Mobilität.