Brennstoffzelle im Wohnmobil
Grit
Der Einsatz von einer Brennstoffzelle im Wohnmobil wird immer wieder diskutiert – doch warum hat sich diese Technologie noch nicht durchgesetzt? Wir schauen genauer hin und klären unter anderem Fragen wie: Wie funktioniert eine Brennstoffzelle? Lohnt sich diese im Wohnmobil? Ist die Brennstoffzelle gefährlich und welche Kosten entstehen?
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Was ist eine Brennstoffzelle?
Eine Brennstoffzelle kannst du dir wie ein ständig laufendes Batterieladegerät vorstellen. Sie nimmt Treibstoff (Wasserstoff, Methanol, Butan, Erdgas) und Sauerstoff auf und erzeugt daraus Strom – fachlich gesprochen: Sie wandelt chemische in elektrische Energie um.
Die Brennstoffzellen verwandeln ihren Treibstoff also direkt in Strom und sie brauchen immer Nachschub an Treibstoff. Deshalb haben viele Systeme extra Tanks für zum Beispiel Methanol.
Brennstoffzellen sind super geeignet für Orte, wo es kein Stromnetz gibt, wie beim Campen im Wald oder in abgelegenen Gegenden. In Japan benutzen Leute sie sogar in Häusern, um gleichzeitig Wärme und Strom zu erzeugen (Mikro-Kraft-Wärme-Kopplung in Brennstoffzellenheizungen).
Wer hat die Brennstoffzelle erfunden?
1838 entdeckte Christian Friedrich Schönbein zufällig Strom zwischen zwei Platindrähten in Schwefelsäure, als er Wasserstoff und Sauerstoff darüber leitete. Sir William Grove verstand daraufhin, dass dies eine Art umgekehrte Elektrolyse war und zur Stromerzeugung genutzt werden könnte.
Brennstoffzellen schienen damals erstmal eine Alternative zu Kohle und Dampfmaschinen zu sein. Aber Werner von Siemens‘ Dynamomaschine (früherer Name für elektrische Generatoren), die besser mit Dampfmaschinen harmonierte, verdrängte sie vorerst.
In den 1950ern erlebten Brennstoffzellen ein Comeback – vor allem in der Raumfahrt und beim Militär. Ab 1963 wurden sie in Satelliten und Raumkapseln eingesetzt.
1959 präsentierte Allis-Chalmers den ersten größeren Brennstoffzellen-Traktor. Und in den 1990er Jahren führten Umweltgesetze in Kalifornien zu einem Boom in der Brennstoffzellen-Entwicklung.
Wie lange hält eine Brennstoffzelle?
Die Lebensdauer einer Brennstoffzelle hängt von ihrer Nutzung und Wartung ab. Im Durchschnitt kannst du von einer Lebensdauer zwischen 5.000 bis 10.000 Betriebsstunden ausgehen. Bei guter Wartung und moderater Nutzung können Brennstoffzellen aber auch länger halten.
Warum werden in Wohnmobilen Direktmethanolbrennstoffzellen eingesetzt?
Die Direktmethanolbrennstoffzelle (DMFC) ist aus verschiedenen Gründen gut für Wohnmobile geeignet:
Niedrige Betriebstemperaturen
Die DMFCs arbeiten bei relativ niedrigen Temperaturen zwischen 60 und 120 Grad Celsius. Das macht sie sicherer und einfacher zu handhaben im Vergleich zu anderen Brennstoffzellentypen, die höhere Temperaturen benötigen.
Einfache Brennstoffversorgung
Methanol, der Brennstoff für DMFCs, ist leicht zu lagern und zu transportieren. Im Gegensatz zu Wasserstoff, der bei sehr niedrigen Temperaturen gelagert werden muss, kann Methanol in einfacheren und weniger kostspieligen Tanks aufbewahrt werden.
Direkte Nutzung von Methanol
DMFCs können Methanol direkt nutzen, ohne dass ein externer Reformer erforderlich ist, um den Brennstoff in Wasserstoff umzuwandeln. Das vereinfacht das System und reduziert die Komplexität und das Gewicht, was in einem mobilen Kontext wie einem Wohnmobil wichtig ist.
Kompakte Bauweise
DMFC-Systeme können relativ kompakt gebaut werden, was für die begrenzten Platzverhältnisse in einem Wohnmobil ideal ist.
Geringe Emissionen
DMFCs produzieren im Betrieb weniger schädliche Emissionen im Vergleich zu herkömmlichen Verbrennungsmotoren. Das macht sie umweltfreundlicher und attraktiver für Nutzer, die Wert auf Nachhaltigkeit legen
Leiser Betrieb
Da DMFCs keine beweglichen Teile wie in einem herkömmlichen Generator haben, arbeiten sie leiser. Dies ist ein wichtiger Vorteil in Wohnmobilen, wo der Lärmpegel eine wichtige Rolle spielt.
Letzte Aktualisierung am 26.04.2024 / * Affiliate Links * / Bilder von der Amazon Product Advertising API
Was sind die Nachteile und Herausforderungen, wenn du eine DMFC Brennstoffzelle als Energiequelle in deinem Wohnmobil haben möchtest?
Direktmethanolbrennstoffzellen (DMFC) bieten zwar einige Vorteile, aber es gibt wie bei allem auch Herausforderungen und Nachteile, die du berücksichtigen solltest:
Kosten
DMFC-Systeme sind im Vergleich zu herkömmlichen Energiequellen immer noch relativ teuer. Die hohen Kosten sind unter anderem auf die verwendeten Materialien, wie die Platin-Katalysatoren und spezielle Membranen, zurückzuführen.
Verfügbarkeit von Betriebsstoffen
Obwohl Methanol leichter zu lagern und zu transportieren ist als Wasserstoff, ist Methanol nicht so weit verbreitet wie Diesel oder Benzin. Dies kann die Verfügbarkeit in einigen Regionen einschränken, was für Wohnmobilbesitzer, die viel unterwegs sind, ein Problem darstellen könnte.
Energieeffizienz
Die Energieeffizienz von DMFCs ist im Vergleich zu einigen anderen Brennstoffzellentypen (wie denen, die Wasserstoff nutzen) oft geringer. Dies liegt zum Teil an den Verlusten, die bei der Umwandlung von Methanol in elektrische Energie entstehen.
Umweltbedenken
Obwohl DMFCs weniger schädliche Emissionen als Verbrennungsmotoren produzieren, ist Methanol selbst eine giftige und umweltschädliche Substanz. Die Handhabung und Lagerung von Methanol muss daher sehr sorgfältig erfolgen, um Umweltrisiken zu vermeiden.
Wie viel kostet eine Methanol-Brennstoffzelle?
Die Kosten für eine Methanol-Brennstoffzelle variieren je nach Leistung und Hersteller. Generell liegen die Preise für kleinere Systeme, die für Wohnmobile geeignet sind, zwischen 2.000 und 5.000 Euro. Beachte aber dabei, dass zusätzliche Kosten für Installation und Zubehör anfallen und der Betriebsstoff – also das Methanol – zusätzliche Kosten verursacht.
Was kosten 10 l Methanol?
Im Durchschnitt kostet ein Liter Methanol aktuell im Jahr 2024 je nach Anbieter zwischen 6 und 7 Euro. Das bedeutet, dass 10 Liter Methanol im Schnitt 60 bzw. 70 Euro kosten!
Efoy, der bekannteste Hersteller für Direktmethanol-brennstoffzellen für Wohnmobile, gibt an, dass diese 10 L Methanol für circa 4 Wochen reichen.
Betriebskosten
Als Basis nehmen wir an, du hast im Wohnmobil eine größere Batterie verbaut, zum Beispiel eine 200Ah LiFePO4. EFOY gibt an, dass aus 10 L Methanol 925 Ah Kapazität gewonnen werden kann.
Damit kannst du deine Batterie ca. 5 Mal komplett voll laden. Bei einem Preis von 70 € pro 10 L Methanol wären das 14,-€ pro Ladung – ganz schön teuer. Hinzu kommt der einmalige Anschaffungspreis von ca. 5.000 Euro für die EFOY 150 BT Brennstoffzelle.
Betriebskosten
Als Basis nehmen wir an, du hast im Wohnmobil eine größere Batterie verbaut, zum Beispiel eine 200Ah LiFePO4. EFOY gibt an, dass aus 10 L Methanol 925 Ah Kapazität gewonnen werden kann.
Damit kannst du deine Batterie ca. 5 Mal komplett voll laden. Bei einem Preis von 70 € pro 10 L Methanol wären das 14,-€ pro Ladung – ganz schön teuer. Hinzu kommt der einmalige Anschaffungspreis von ca. 5.000 Euro für die EFOY 150 BT Brennstoffzelle.
Wann lohnt sich eine Brennstoffzelle im Wohnmobil?
Eine Brennstoffzelle lohnt sich besonders dann, wenn du unabhängig vom Stromnetz sein möchtest, beispielsweise bei längeren Reisen abseits ausgetretener Pfade. Es gibt immer mal wieder Tage, an denen keine Sonne scheint und du durch die PV Anlage keinerlei Strom produzieren kannst. Auch für umweltbewusste Reisende, die Wert auf geringe Emissionen legen, ist eine Brennstoffzelle eine gute Wahl.
Wie gefährlich ist eine Brennstoffzelle im Wohnmobil?
Generell sind Brennstoffzellen sicher, solange sie ordnungsgemäß verwendet und gewartet werden. Das größte Risiko besteht in der Handhabung des Betriebsstoffs. Methanol ist brennbar und giftig, daher ist beim Umgang Vorsicht geboten. Moderne Brennstoffzellen sind jedoch so konstruiert, dass das Risiko einer Gefährdung minimiert wird und der Schutz vor dem Austritt giftiger Stoffe bei der Tankpatrone ist meist mit einem Sicherheitsventil und einem Kindersicherungsverschluss gewährleistet.
Vergleich mit anderen Energiequellen
Warum hat sich die Brennstoffzelle nicht durchgesetzt?
Es gibt mehrere Gründe, warum sich Brennstoffzellen nicht breit durchgesetzt haben. Dazu gehören die hohen Kosten sowohl für die Zellen selbst als auch für den Brennstoff, die begrenzte Verfügbarkeit von Brennstoffen wie Wasserstoff oder Methanol und die Tatsache, dass die Technologie in einigen Bereichen noch nicht mit etablierten Energietechnologien konkurrieren kann.
Was erwartet uns in der Zukunft mit Brennstoffzellen für Wohnmobile?
Brennstoffzellen werden immer besser werden, denn Forscher sind dabei, sie effizienter zu gestalten, sodass sie mehr Strom aus der gleichen Menge Brennstoff erzeugen können. Das heißt, sie sollen mehr Power bringen, aber weniger verbrauchen.
Die Kostenfrage ist natürlich auch wichtig. Momentan sind Brennstoffzellen noch sehr teuer, vor allem wegen der Materialien. Aber auch da wird an Lösungen gearbeitet, um sie günstiger zu machen, sei es durch billigere Materialien oder durch weniger Einsatz teurer Bestandteile.
Die Haltbarkeit und Zuverlässigkeit stehen bei der Forschung auch im Fokus. Ziel ist es, dass Brennstoffzellen länger laufen und verlässlicher werden.
Grüne Energie ist ein großes Thema, wie wir alle wissen – Brennstoffzellen könnten dabei helfen, erneuerbare Energien effizienter zu nutzen, indem sie zum Beispiel Solar- oder Windenergie speichern und bei Bedarf abgeben.
Zukünftig könnten dann Brennstoffzellen noch vielseitiger eingesetzt werden und nicht nur in Autos, sondern vielleicht auch in Flugzeugen.
Damit Brennstoffzellen häufiger genutzt werden, müssen vorher noch einige Dinge in Sachen Gesetzgebung und Infrastruktur angepasst werden – wie zum Beispiel das Errichten von speziellen Tankstellen.
Insgesamt gibt’s viel Potenzial für Brennstoffzellen in Wohnmobilen, und es wird spannend sein zu sehen, wie sich die Technologie weiterentwickelt.
Letzte Aktualisierung am 26.04.2024 / * Affiliate Links * / Bilder von der Amazon Product Advertising API
Fazit
Brennstoffzellen sind grundsätzlich gut geeignet für Wohnmobilbesitzer, weil sie so unabhängig von normalen Stromquellen unterwegs sein können.
Aber es gibt aktuell auch zwei entscheidende Nachteile: Die Brennstoffzellen sind ziemlich teuer und Methanol ist nicht überall leicht zu kriegen.
Brennstoffzellen haben viel Potential und Forscher arbeiten daran, die Zellen effizienter, günstiger und umweltfreundlicher zu machen. Und das ist gut so, weil es die Brennstoffzelle dann für mehr Leute interessant machen könnte.
Meine Meinung? Ich denke, Brennstoffzellen könnten eine wichtige Rolle in der Zukunft der Energieversorgung nicht nur bei den Wohnmobilen spielen. Die Frage ist, ob es die Forschung schafft, diese Technologie so weit voranzubringen, dass sie im großen Stil bei der Energieversorgung eingesetzt wird und ob ein politisches Interesse daran besteht. Ich bin gespannt … 🙂
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Was ist deine Meinung dazu? Würdest du eine Brennstoffzelle als Energiequelle in deinem Wohnmobil nutzen?
Schreibe es gerne unten in die Kommentare. Wir sind sehr gespannt.
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