brennstoff zum nachdenken

Der Hy-Light-Prototyp von Michelin und dem PSI konstruiert, fährt mit Wasserstoff-Brennzellen. Keystone

Die Erdölvorräte drohen sich in den nächsten Jahrzehnten zu Erschöpfen. Kein Wunder, dass alle nach neuen Energiequellen Ausschau halten – auch die Schweiz.

Forscher am Paul Scherrer Institut Villigen testen viel versprechende und weniger bekannte Technologien.

Ein vom Paul Scherrer Institut (PSI) entwickeltes Auto sorgte kürzlich weit herum für Schlagzeilen. Das Gefährt, gebaut in Zusammenarbeit mit dem Reifenhersteller Michelin, ist weder schnell noch schön.

Dafür hat der HY-Light-Prototyp einen nicht alltäglichen Motor, basierend auf der Wasserstoff- Brennzellen Technologie. Obwohl ziemlich ausgereift und in vieler Hinsicht sehr verlockend, sind Wasserstoff- Brennzellen vorderhand noch Zukunftsmusik, nicht zuletzt aus Kostengründen.

Brennstoff- Zellen verwandeln Wasserstoff und Sauerstoff in Wasser und erzeugen dabei die Energie, die das Auto antreibt. Nicht nur als Ersatz für den Energieträger Benzin, erklärt Felix

Büchi, Leiter der Brennstoffzellen- Systeme am Paul Scherrer Institut, sei diese Technologie interessant, sondern auch aus ökologischen Gründen.

“In den Industrieländern macht der Transport nicht weniger als 30% des primären Energieverbrauchs aus”, gibt Büchi im Gespräch mit swissinfo zu bedenken.

“Zudem nimmt die CO2- Konzentration ständig zu und wir müssen auch einen Beitrag zur nachhaltigen Mobilität leisten.”

Hoher Einsatz

Die Hersteller von Automobilen beschäftigen sich schon seit einiger Zeit mit Brennstoff- Zellen. Zwar hat die Schweiz keine eigene

Autoindustrie mehr, dennoch gilt die Forschung in dem Bereich als wichtig, weil die hiesige Industrie zur weltweiten Autoindustrie enge Beziehungen hat.

Dabei steht derart viel auf dem Spiel, dass man nirgends die allerneusten Entwürfe zu sehen bekommt. Auch Büchi will swissinfo das Prinzip der Brennstoffzelle nur an einem alten Modell erklären, das man auch auf dem Internet problemlos finden kann.

Die zugrunde liegende Chemie ist sehr einfach. Die wirkliche Herausforderung liegt bei der Entwicklung der Bestandteile aus denen die Zelle zusammengesetzt ist. Obwohl Büchi glaubt, dass die Brennstoffzellen-Technologie schon bald eine echte Alternative

zum Verbrennungsmotor darstellen wird, rechnet auch er nicht damit, dass von Brennstoffzellen betriebene Autos vor 2015 zum Alltag auf den Strassen gehören werden.

“Die Kosten sind die grösste Hürde”, meint er. “Ein Brennstoffzellen- Motor kostet heute noch rund das zwanzigfache eines Verbrennungsmotors mit gleicher Leistung.”

Solarbrennstoff

Nach Ansicht von Büchi werden die Kosten gewisser Bestandteile mit der Serienproduktion gewaltig sinken; andere wiederum müssen ganz einfach noch weiter entwickelt werden, um ein vertretbares Kostenniveau zu erreichen.

Mit Sonnenenergie liesse sich möglicherweise der befürchteten Energieknappheit auch begegnen, doch nicht etwa, wie zu erwarten wäre, in Form von photovoltaischen Zellen. Die Forscher am PSI wollen die Energie der Sonne zur Herstellung von so genanntem Sonnenbrennstoff einspannen.

Eine Möglichkeit besteht darin, durch Erhitzung von Zinkoxid ein Zinkgas herzustellen, das sich später mit Wasser verbinden lässt, um das Oxid zu regenerieren. Dabei entsteht auch Wasserstoff, der dann zur Stromerzeugung verwendet werden kann.

Allerdings wäre es wenig sinnvoll, erklärt Lothar Schunk, ein am Projekt beteiligter Doktorand, das Zinkoxid mit Öl oder Strom zu

erhitzen. Diese Aufgabe möchten die Schweizer Forscher vielmehr der Sonne überlassen.

Den PSI-Forschern schwebt ein Sonnenofen mit einem Parabolspiegel vor, der das Sonnenlicht auf eine Stelle, nämlich auf die mit Zinkoxid gefüllte Reaktionskammer bündelt und diese auf eine Temperatur von mehr als 1700 Grad Celsius erhitzt.

“Der Vorteil eines solchen Vorgehens bestände darin, dass sich diese Reaktion irgendwo in der Wüste durchführen liesse und das Gas dann dorthin transportiert wird, wo der Strom erzeugt werden soll, ” sagt Schunk im Gespräch mit swissinfo. Das mit der Wüste scheint eine ausgezeichnete Idee an diesem grauen und nassen Tag in

Villigen. Das Schweizer Wetter ist bestenfalls unbeständig.

Dieses natürliche Hindernis lässt sich jedoch mit einem riesigen Sonnenlicht oder, in diesem Fall, einem Sonnen-Simulator problemlos überwinden. Zehn Xenon-Lampen erzeugen genug Licht, um eine schwache Sonne vorzutäuschen, und mehr als genug, um ahnungslose Zuschauer auf der Stelle zu verbraten.

Ob sich die Technologie der Solarbrennstoffe im industriellen Massstab bewähren kann, bleibt abzuwarten.

swissinfo, Scott Capper in Villigen (Übertragung aus dem Englischen: Dieter Kuhn)

In Kürze

Das Paul Scherrer Institute ist ein Forschungszentrum für Naturwissenschaft und Technologie.

In Zusammenarbeit mit Universitäten, andern Forschungsinstituten und der Industrie beschäftigt sich das PSI aktiv mit Festkörperphysik, Materialwissenschaften, Teilchenphysik, Biowissenschaften, nuklearer und nicht-nuklearer Energieforschung sowie energiebezogener Ökologie.

Mit rund 1200 Mitarbeitern ist das PSI das grösste nationale Forschungsinstitut und in seiner Art in der Schweiz einzigartig.

Fakten

Die Schweizer Energieausgaben 2004 betrugen 24.5 Mrd. Schweizer Franken.
Mehr als10 Mrd. Franken davon wurden für nicht fossile Brennstoffe ausgegeben.
Erdöl ist jedoch der wichtigste Energieträger in der Schweiz, gefolgt von Nuklear- und Wasserkraft.