Brennstoffzellen-Antrieb
Umweltfreundliche Leiseflieger

Das Flugzeug der Zukunft produziert dank eines Brennstoffzellen-Antriebs kaum noch Abgase. Wasserstoff statt Kerosin – so lautet die Formel, mit der Forscher der Stuttgarter Universität künftig Flugzeuge in die Luft schicken wollen. Derzeit planen sie am Institut für Flugzeugbau einen Prototypen, der mit Hilfe von Brennstoffzellen angetrieben wird.

BERLIN. Mitte 2010 soll der Hydrogenius genannte Zweisitzer mit 17,5 Metern Spannweite und gut acht Metern Länge startklar sein. Schon heute testen Flugzeugbauer eine Reihe von Alternativen zum umweltschädlichen Kerosin-Antrieb: „Es gibt Versuche, normale Triebwerke mit Wasserstoff oder Biosprit zu versorgen – oder aber die Option des Solarantriebes“, sagt der Stuttgarter Wissenschaftler Len Schumann. Überzeugen könnten die Ansätze nicht. Zwar hat das Stuttgarter Institut vor zehn Jahren selbst einen Solarflieger gebaut. Heute sehen die Forscher die Zukunft in der Brennstoffzelle.

Daran arbeiten auch Boeing und Airbus. Im Gegensatz zu den Branchengrößen verfolgen die Stuttgarter einen anderen Ansatz: „Wir entwickeln ein Flugzeug um bereits bestehende Brennstoffzellensysteme herum und versuchen nicht, Flugzeuge umzurüsten“, erläutert Schumann. Vorteil der Technik: „Sie ist lautlos und fast emissionsfrei.“

Forscher von Boeing – die wahrscheinlich als erste einen Brennstoffzellenflieger starten lassen werden – bauen einen zweisitzigen Motorsegler von Diamond Aircraft Industries so um, dass nur ein Sitz für den Piloten bleibt. Die Fluggeschwindigkeit halbiert sich, höchstens eine Stunde kann der Flieger in der Luft bleiben. Die Stuttgarter wollen jedoch keine Abstriche machen: „Die Flugleistungen des Hydrogenius sollen weitgehend mit Serienmodellen vergleichbar sein“, sagt Schumann. „Er soll aber deutlich sparsamer sein.“ Die Reichweite soll langfristig bei etwa 700 Kilometern liegen – dabei nur ein Drittel der Energie eines Verbrennungsmotors verbraucht werden: 4,2 Kilogramm Wasserstoff auf 100 Kilometer, was zwei Litern Sprit entspricht.

Machbar wird das vor allem, weil dank Brennstoffzellentechnik ein Elektromotor genutzt wird. Der lässt sich – im Gegensatz zu den schwereren Verbrennungsmotoren – im Leitwerk unterbringen. Dort ist der Propeller auch aerodynamisch günstiger positioniert, weil die Luftströmung weniger gebremst wird. Zudem wird der Rumpf vorne so schnittig wie der eines Segelflugzeuges. Der Rumpf selber wird so konstruiert, dass er hinter den Sitzen Raum für Brennstoffzellen- und Tanksysteme bietet. Der Entwurf des Demonstrators basiert auf einem marktüblichen Brennstoffzellensystem der Firma Nucellsys, das für Autos entwickelt wurde. Der Termin der Markteinführung steht noch in den Sternen: „Die Technik ist noch zu teuer. Falls sie im Automobilbau in Serie geht, könnte sie auch für Kleinflugzeuge erschwinglich werden“, sagt Schumann.

Früher startklar könnte ein Brennstoffzellen-Ultraleichtflieger sein, der an der Polytechnischen Universität Turin entwickelt wird. Mit 4,5 Mill. Euro fördert die EU das Projekt. Den Termin möchte Boeing toppen: Der „Fuel Cell Demonstrator Airplane“ soll noch in diesem Jahr in Spanien abheben. Eine Startgenehmigung gibt es bereits.

Francisco Escarti, Geschäftsführer von Boeing Research and Technology Europe, ist realistisch. „Auch wenn Boeing nicht damit rechnet, dass Brennstoffzellen die Hauptenergiequelle für künftige Verkehrsflugzeuge geeignet sind, helfen solche Tests, die Technik möglicherweise für kleine Luftfahrzeuge zu nutzen.“ Der Start des Demonstrationsfliegers sei der erste Schritt in diese Richtung.

Zudem dürfte die Technik bei der Stromversorgung für die Bordelektronik von Jumbos und in unbemannten Flugkörpern wie Drohnen reüssieren. Forscher des Deutschen Instituts für Luft- und Raumfahrt (DLR) haben einen mit Wasserstoff angetriebenen Flieger namens Hy-Fish entwickelt, für Messungen in der Atmosphäre oder als fliegende Beobachtungs- und Funkstation eingesetzt werden könnte. Die Erkenntnisse sollen der bemannten Luftfahrt helfen. Langfristig wird laut DLR angestrebt, auch Passagierflugzeuge mit Wasserstoff abheben zu lassen. Jedoch könnten bis dahin noch einmal 50 Jahre vergehen.

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