Brennstoffzellen-History Mercedes-Benz glaubt seit 30 Jahren an die Brennstoffzelle

Redakteur: Peter Königsreuther

Der Startschuss für die Brennstoffzellen-Entwicklung beim OEM mit dem Stern hallte bereits Anfang 1991 durch die Welt. Nach drei Jahren schon, rollte das erste alltagstaugliche Wasserstoff-Fahrzeug.

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30 Jahre Brennstoffzelle bei Daimler! Im Necar füllte die Technologie noch den ganzen Nutzraum. Im Vordergrud, bei der B-Klasse F-Cell und dem Forschungsboliden F125, sieht das schon anders aus...
30 Jahre Brennstoffzelle bei Daimler! Im Necar füllte die Technologie noch den ganzen Nutzraum. Im Vordergrud, bei der B-Klasse F-Cell und dem Forschungsboliden F125, sieht das schon anders aus...
(Bild: Daimler AG)

Die Automobilität wird bekanntlich immer elektrischer. Damit man am Zug der Brennstoffzelle nicht nur die Schlusslichter sieht, setzt Mercedes-Benz jetzt und in Zukunft auf eine mehrgleisige Fahrt in diese Richtung. Man biete deshalb insbesondere bei den Pkw und mit stetig wachsenden Anteilen batterieelektrische Fahrzeuge sowie Plug-in-Hybridmodelle an. Und auch die Nutzfahrzeuge der Daimler Truck AG werden, wie es weiter heißt, die Brennstoffzelle als Energielieferant für den elektrischen Antrieb erhalten. Das soll ergänzend zu rein batterieelektrisch angetriebenen Lastwagen und Bussen erfolgen. Die Lkw werden in der zweiten Hälfte des Jahrzehnts in Serie gehen und Kundenerprobungen sind für 2023 geplant, betont das Unternehmen. Was Linienbusse für den Stadtverkehr angeht, so stehen Kundeneinsätze im Realversuch ebenfalls bevor. Die Brennstoffzelle ist, dabei als ein kleines Kraftwerk an Bord anzusehen, dass den Strom aus Wasserstoff herstellt. Für den Autobauer ist das aber nichts Neues, denn seit gut 30 Jahren forscht man an dieser Antriebsalternative. Hier ein Rückblick:

Mit der PEM-Brennstoffzelle könnte es klappen – aber...

Es ist die Ära des „Integrierten Technologiekonzerns“. Unter diesem Leitbild vereint die damalige Daimler-Benz AG mehrere Unternehmen unterschiedlicher Branchen. So bereichern beispielsweise Gebiete wie Digital-Know-how und Computerelektronik, aber auch die Raumfahrt den Wissenspool des Konzerns. Das zahlt sich natürlich auch für das angestammte Gebiet Automobiltechnik aus.

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Dornier entwickelt Systeme für die bemannte Raumfahrt, unter anderem eine zur Energieversorgung genutzte AFC-Brennstoffzelle (Alkaline Fuel Cell). Und in den 1980er-Jahren kam eine neue Brennstoffzellentechnologie auf, die protonenleitende PEM-Brennstoffzelle (Proton Exchange Membrane Fuel Cell, PEMFC). Ihr Vorteil ist es, dass sie unter vergleichsweise niedrigen Temperaturen (zwischen 60 und 120 °C) Leistung bringt. Deshalb ist sie als Energiewandler in Elektroautos durchaus einsetzbar. Und genau das schlagen die Entwickler auch vor! Leider stießen sie zunächst auf Vorbehalte – die Zeit schien offenbar noch nicht reif dafür...

Schließlich wurde doch noch entwickelt...

Rückenwind bekommt das Vorhaben dann 1991 von Prof. Hartmut Weule, der kurz zuvor die Leitung des Forschungsbereichs von Daimler-Benz übernommen hat. Er ist zwar skeptisch was den Einsatz der Brennstoffzelle im Automobil angeht, hat jedoch Zutrauen in die Einschätzung seiner Experten. Nun wurde der Projektvorschlag akzeptiert. Die Entwicklung eines Brennstoffzellen-Aggregats für ein Elektrofahrzeug war beschlossene Sache. Genau am 25. Februar 1991 beginnt mit einem Projektvorschlag der damaligen Konzerngesellschaft Dornier GmbH in Friedrichshafen die Entwicklung eines Brennstoffzellen-Aggregats, das als Antrieb für ein Elektrofahrzeug dienen soll.

Der erste Demonstrator rollt schon nach zwei Jahren

Innerhalb weniger Wochen erarbeiten die Experten dann ein konkretes Konzept für ein Antriebsmodul und stellen es Weule vor, heißt es. Der Wissenschaftler gibt im November 1991 den Weg für den Bau eines Demonstrators frei. Das Ganze wurde mit Mitteln für zwei Jahre unterstützt. Das ist eigentlich nicht sehr lang für die Entwicklung einer Antriebsalternative, die es in dieser Ausführung noch nie gegeben hat, betont die Daimler AG heute. Doch das Ziel der emissionsfreien Mobilität war zu verlockend. Denn als Reaktionsprodukt des Wasserstoffs mit Luftsauerstoff bleibt lediglich Wasser übrig. Es handelt sich quasi um eine gebändigte und kontrollierte Knallgasreaktion, wie sie viele noch aus dem Chemieunterricht kennen.

Der weitere Verlauf ist heute Geschichte. Denn der Entwicklungs-Sprint gelingt tatsächlich. Am 13. April 1994 präsentiert man der Öffentlichkeit das NECAR („New Electric Car“). Zu diesem Zeitpunkt hat das wegweisende Fahrzeug übrigens bereits mehrere Tausend Kilometer auf dem Tachometer. Denn bereits seit Dezember 1993 fährt es störungsfrei.

Genauer gesagt, wird ein Transporter des Typs Mercedes-Benz MB 100 zum rollenden Labor für die Zukunft der Antriebstechnik. Die Wahl fiel nicht auf diesen Transporter, weil damals die Nutzfahrzeuganwendung im Vordergrund gestanden habe. Aber das Antriebsmodul wiegt rund 800 kg und benötigt sehr viel Platz – es nimmt fast den gesamten Laderaum ein – das war der Hauptgrund. Somit stand fest, dass der Brennstoffzellen-Antrieb für Automobile geeignet ist. Mit einer Tankfüllung Wasserstoff schafft das NECAR rund 130 km bei einer Höchstgeschwindigkeit von 90 km/h und einer Leistung von 30 kW (41 PS). Heute kann dieser Wasserstoff-Pionier im Mercedes-Benz-Museum in Stuttgart bewundert werden.

Brennstoffzellen-Expertise auf Nutzfahrzeuge übertragen

Dieser Erfolg bekräftigte das Unternehmen, den Weg weiter zu gehen. Und die Entwicklungsschritte in den Folgejahren machen die Brennstoffzellen-Technologie dann auch alltagstauglicher. Beispielsweise lassen sich seitdem alle Komponenten immer besser in Fahrzeugen integrieren. Die Leistung konnte gesteigert werden und die Kaltstartfähigkeit wurde optimiert, wie es rückblickend heißt. Jedes Brennstoffzellenfahrzeug dokumentiere in den Folgejahren diese Entwicklungsfortschritte. Auch Nutzfahrzeuge erhalten im Zuge dessen die neuartige Antriebstechnik. Zusätzlich wird sie in Bussen im regulären Linieneinsatz erprobt. Ihre Premiere feierte sie im NEBUS (New Electric Bus) im Jahr 1997. Danach sammelt Mercedes-Benz mit mehreren Dutzend Stadtbussen auf Basis des Citaro wertvolle Erkenntnisse im Linieneinsatz in zahlreichen Metropolen in Europa, Australien und China.

Nach 3 Minuten Tankzeit, über 400 km fahren!

Auf der Internationalen Automobil-Ausstellung 2017 (IAA) in Frankfurt am Main präsentierte Mercedes-Benz die Vorserienversion des GLC-F-CELL als weltweit erstes Elektrofahrzeug mit Brennstoffzelle und Plug-in-Hybridtechnologie. Es wird seit 2018 von Flottenkunden und ab 2019 auch von weiteren Geschäfts- und Privatkunden eingesetzt. In nur drei Minuten lassen sich die Tanks des Fahrzeugs mit Wasserstoffgas füllen, das unter einem Druck von 700 bar steht. Die wasserstoffbasierte Reichweite des 155 kW (211 PS) starken Elektrofahrzeugs beträgt rund 430 km im NEFZ (Neuer Europäischer Fahrzyklus), dazu kommen im Hybridmodus noch einmal rund 50 km mit Strom aus der Batterie.

Ab 2025 soll der Wasserstoff-Truck in Serie gehen...

Die Daimler Truck AG konzentriert sich auf die weitere Entwicklung und Anwendung der Brennstoffzelle in schweren Lkw und Stadtbussen. In batterieelektrisch angetriebenen Linienbussen eignet sich die Brennstoffzelle ideal als Range Extender zur Verlängerung der Reichweite. In Lkw ist sie für flexible und anspruchsvolle Fernverkehrseinsätze von bis zu 1000 km und mehr prädestiniert – dank der Betankung mit flüssigem Wasserstoff. Letztes Jahr feierte die Daimler Truck AG die Weltpremiere des Brennstoffzellen-Konzept-Lkw Mercedes-Benz-GenH2-Truck. Der Serienstart soll in der zweiten Hälfte des Jahrzehnts folgen.

Daimler bündelt alle Brennstoffzellen-Aktivitäten

Letztes Jahr gründet die Daimler Truck AG außerdem die Daimler Truck Fuel Cell GmbH & Co. KG, um alle konzernweiten Brennstoffzellen-Aktivitäten zu bündeln. Mit in der Geschäftsführung ist außer Dr. Andreas Gorbach auch Prof. Christian Mohrdieck, der seit über 20 Jahren diesen Entwicklungszweig bei Daimler in diversen Führungspositionen verantwortet und aktiv vorantreibt. Die Daimler Truck Fuel Cell GmbH & Co. KG soll in ein Joint Venture mit der Volvo Group überführt werden. Eine verbindliche Vereinbarung haben die Volvo Group und die Daimler Truck AG Ende 2020 unterzeichnet. Das erklärte Ziel ist die serienreife Entwicklung, Produktion und Vermarktung von Brennstoffzellen-Systemen. Zusätzlich sollen die Antriebssysteme sowohl für schwere Lkw als auch für andere Anwendungen angeboten werden.

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