Mobilität 30 Jahre Brennstoffzelle bei Mercedes-Benz

Redakteur: Dipl.-Ing. (FH) Monika Zwettler

Bei Mercedes-Benz wird Automobilität immer elektrischer. Das Unternehmen setzt dazu auch auf die Brennstoffzelle und blickt auf 30 Jahre Erfahrung zurück: Am 25. Februar 1991 wurde ein Projektvorschlag zum Startschuss für die Brennstoffzellenforschung.

Firmen zum Thema

Heute vor 30 Jahren hat Mercedes-Benz mit der Brennstoffzellenforschung für mobile Anwendungen begonnen. Das erste Ergebnis: 1994 wird das "Necar" vorgestellt.
Heute vor 30 Jahren hat Mercedes-Benz mit der Brennstoffzellenforschung für mobile Anwendungen begonnen. Das erste Ergebnis: 1994 wird das "Necar" vorgestellt.
(Bild: Daimler AG)

Mercedes-Benz fährt derzeit und in den kommenden Jahren mehrgleisig in Richtung E-Antrieb: Insbesondere bei den Personenwagen werden batterieelektrische Fahrzeuge sowie Plug-in-Hybridmodelle angeboten. Nutzfahrzeuge der Daimler Truck AG sollen – ergänzend zu rein batterieelektrisch angetriebenen Lastwagen und Bussen – die Brennstoffzelle als Energielieferant erhalten: Lkw werden in der zweiten Hälfte des Jahrzehnts in Serie gehen, Kundenerprobungen sind für 2023 geplant, teilt das Unternehmen mit. Und bei Stadtlinienbussen stehen Kundeneinsätze im Realversuch ebenfalls bevor. Das Kraftwerk an Bord erzeugt den Strom aus Wasserstoff.

Startschuss für die Brennstoffzellenforschung

Heute vor 30 Jahren startete der Automobilexperte mit der Forschung zur Brennstoffzelle als alternativen Antrieb. Anlass war ein Projektvorschlag der damaligen Konzerngesellschaft Dornier GmbH in Friedrichshafen. Entwickelt werden sollte ein Brennstoffzellenaggregat als Antrieb eines Elektrofahrzeugs. 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- und Computerelektronik sowie Raumfahrt den Wissenspool des Konzerns.

Bildergalerie
Bildergalerie mit 6 Bildern

Dornier entwickelt Systeme für die bemannte Raumfahrt, unter anderem eine zur Energieversorgung genutzte AFC-Brennstoffzelle (Alkaline Fuel Cell). In den 1980er-Jahren kommt eine neue Brennstoffzellentechnologie auf, die protonenleitende PEM-Brennstoffzelle (Proton Exchange Membrane Fuel Cell, PEMFC). Sie arbeitet mit vergleichsweise niedrigen Temperaturen zwischen 60 und 120 °C. Das macht ihre Verwendung als Energiewandler in Elektroautos denkbar, um aus Wasserstoff elektrischen Strom zu erzeugen. Genau das schlagen die Entwickler innerhalb des Konzerns vor. Doch die Idee wird erst einmal abgelehnt.

Rückenwind bekommt das Vorhaben im Jahr 1991: Prof. Hartmut Weule hat kurz zuvor die Leitung des Forschungsbereichs von Daimler-Benz übernommen. Er selbst ist zwar skeptisch gegenüber der Brennstoffzelle im Automobil, hat jedoch Zutrauen in die Einschätzung seiner Experten. Daher akzeptiert er den Projektvorschlag, ein Brennstoffzellenaggregat für ein Elektrofahrzeug zu entwickeln.

1994: Mercedes stellt das „Necar“ vor

Das ist das Startsignal für die Ingenieure. Innerhalb weniger Wochen erarbeiten sie ein konkretes Konzept für ein Antriebsmodul und stellen es Weule vor. Dieser gibt im November 1991 den Weg für den Bau eines Demonstrators frei und bewilligt Mittel für zwei Jahre. Das ist nicht sehr lang für die Entwicklung einer Technologie, die es in dieser Ausführung noch nie gegeben hat. Doch das Ziel der emissionsfreien Mobilität ist verlockend: Den Strom für den Fahrmotor erzeugt die elektrochemische Umwandlung von Wasserstoff, wobei als Reaktionsprodukt mit Luftsauerstoff lediglich Wasser entsteht.

Der Entwicklungssprint gelingt: Am 13. April 1994 stellt das Unternehmen der Öffentlichkeit das Necar vor, das „New Electric Car“. Zu diesem Zeitpunkt hat das Fahrzeug bereits mehrere Tausend Kilometer auf dem Tachometer. Denn fertig ist es seit Dezember 1993 und fährt seitdem störungsfrei.

Zu diesem Zeitpunkt wiegt das Antriebsmodell rund 800 kg und nimmt noch sehr viel Platz ein. Daher wird ein Transporter des Typs Mercedes-Benz MB 100 zum rollenden Labor für die Zukunftstechnologie.

Necar erfüllt seine Mission: Es zeigt, dass der Brennstoffzellenantrieb für Automobile geeignet ist. Mit einer Tankfüllung Wasserstoff kommt Necar rund 130 km weit. Die Höchstgeschwindigkeit beträgt 90 km/h. Der Elektromotor leistet 30 kW (41 PS). .

1997: Brennstoffzellenantrieb im Linieneinsatz

Die Entwicklungsschritte in den Folgejahren machen die Brennstoffzellentechnologie alltagstauglicher. Beispielsweise lassen sich alle Komponenten immer besser in Fahrzeuge integrieren, die Leistung steigt, und die Kaltstartfähigkeit verbessert sich. Auch Nutzfahrzeuge erhalten die Antriebstechnik. Zusätzlich wird sie in Bussen im regulären Linieneinsatz erprobt – mit Premiere im Nebus (New Electric Bus) im Jahr 1997.

2017: Mercedes stellt GLC F-Cell vor

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

Ergänzendes zum Thema
Die Brennstoffzelle in Nutzfahrzeugen

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.
  • Im Jahr 2020 feiert die Daimler Truck AG die Weltpremiere des Brennstoffzellenkonzept-Lkw Mercedes-Benz GenH2 Truck. Der Serienstart soll in der zweiten Hälfte des Jahrzehnts folgen.
  • Ebenfalls im vergangenen Jahr gründet die Daimler Truck AG die Daimler Truck Fuel Cell GmbH & Co. KG zur Bündelung aller konzernweiten Brennstoffzellenaktivitäten. Mit in der Geschäftsführung ist neben Dr. Andreas Gorbach Prof. Christian Mohrdieck, der seit mehr als zwei Jahrzehnten die Brennstoffzellenaktivitäten 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 des Jahres 2020 unterzeichnet. Ziel ist die serienreife Entwicklung, Produktion und Vermarktung von Brennstoffzellensystemen. Zusätzlich zum Einsatz in schweren Lkw sollen die Systeme auch für andere Anwendungen angeboten werden.

(ID:47160244)