Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Wasserstoff gibt Vollgas

15.12.2003


Entscheidender Durchbruch beim Wasserstoff-Verbrennungsmotor eröffnet neue Leistungspotenziale


Seit mehr als zwei Jahrzehnten forscht die BMW Group bereits auf dem Gebiert der Wasserstofftechnologie. 1979 legte sie mit dem ersten Wasserstofffahrzeug den Grundstein für eine neue Technologie. Jetzt hat sie einen neuen Meilenstein erreicht - ein Wasserstoff-Direkteinblasungsverfahren wurde vor kurzem zum Patent angemeldet.

Es bietet die ideale Kombination aus otto- und dieselmotorischem Brennverfahren. Was bisher unmöglich schien, wurde somit möglich gemacht: Der Motor basiert auf äußerer Gemischbildung und variablem Ventiltrieb, kann über den gesamten Betriebsbereich mit ג = 1 gefahren werden und auch der Wechsel zwischen Volllast und einer mageren Gemischaufbereitung bei Teillast erfolgt kontrolliert und schnell – Leistungen, die bisher bei Wasserstoffantrieb nicht möglich waren. In Volllast kann mit der bereits bewährten Katalysatortechnologie der Ausstoß von Stickoxiden (NOx) gesenkt werden, da: unverbrannter Wasserstoff im Abgas die Fähigkeit hat, Stickoxide zu reduzieren.


Bei niedriger Last dagegen lassen sich die Vorteile des so genannten Magerbetriebs mit ג > 1.7 nutzen, indem weniger Kraftstoff verbraucht wird. Der Bereich, in dem eine hohe Stickoxidbildung zu verzeichnen wäre, wird dabei durch die Motorsteuerung ausgeblendet. Erklärtes Ziel der Forscher: Ein Gesamtwirkungsgrad von 50 Prozent.

Die bisherigen Ergebnisse lassen dieses Ziel in greifbare Nähe rücken: Die spezifische Leistungsdichte des entwickelten Motorenkonzepts liegt deutlich über der, die derzeit von Benzinmotoren erreicht wird – beim Betrieb ohne Aufladung wurden indizierte Mitteldrücke über 15 bar erreicht. Doch die Forschung geht natürlich noch weiter. An einem Forschungsmotor wurden sowohl die Direkteinblasung des Wasserstoffs als auch die Aufladung des Motors dargestellt. „Um alle möglichen Einflussgrößen intensiv erforschen zu können, sind wir mit dem Aufbau eines umfassenden Entwicklungsnetzwerks beschäftigt, wobei wir sowohl intern unsere Basiskompetenz ausbauen als auch Know-how von außen integrieren“, so Prof. Dr. Göschel, Vorstand für Entwicklung und Einkauf.

Gemeinsam forschen

Dem Netzwerkgedanken hat die BMW Group bereits in vielerlei Hinsicht Rechnung getragen. Seit Mai 2002 arbeiten die BMW Forscher beispielsweise mit dem Institut für Verbrennungskraftmaschinen und Thermodynamik der TU Graz zusammen. Die jungen Wissenschaftler untersuchen dort derzeit einen Einzylinder-Forschungsmotor, der mit Wasserstoff-Direkteinblasung in Betrieb genommen wurde.

Im Oktober 2003 verlieh die Technische Universität Dr. Burkard Göschel die Honorarprofessur für das Fach Verbrennungskraftmaschinen und würdigte damit das Engagement Göschels für den Einsatz von Wasserstoff als alternativem Kraftstoff für Verbrennungskraftmaschinen sowie für die Weiterentwicklung des Ottomotors. „Wir betrachten das Engagement der BMW Group als technologischen Meilenstein auf dem Weg zur CO2-Minderung bei verbrennungsmotorischen Antriebssystemen“, begründet Maschinenbau-Professor Helmut Eichsleder die Ehrung. „Die ausschlaggebenden Faktoren waren dabei der Einsatz von Wasserstoff als Kraftstoff für Verbrennungskraftmaschinen sowie die Serieneinführung des ersten Ottomotors mit drosselfreier Laststeuerung durch den vollvariablen Ventilantrieb.“

Gemeinsam den Weg ebnen

Die Schwelle zum Erwachsenendasein wird Wasserstoff aber natürlich nur dann schaffen können, wenn neben der ausgereiften Technologie auch ein attraktives Angebot an Fahrzeugen und gleichzeitig auch eine flächendeckende Betankungsinfrastruktur zur Verfügung steht. In den letzten Jahren wurden daher eine ganze Reihe von Partnerschaften und Projekten gegründet bzw. initiiert, um die Verantwortlichen der Energieerzeuger, der Mineralölindustrie, der Fahrzeugindustrie und der Politik an einen Tisch zu bringen. So schloss sich die BMW Group beispielsweise mit anderen führenden Unternehmen in der „Verkehrswirtschaftlichen Energiestrategie (VES)“ zusammen, um gemeinsam ein Modell für ein flächendeckendes Versorgungsnetzwerk zu erarbeiten.

Um die Erprobung der Alltagstauglichkeit von Wasserstoff geht es im Projekt „Clean Energy Partnership (CEP) das unter anderem von Aral, der BMW Group, Daimler Chrysler, Ford, GHW, Linde und Opel getragen und gemeinsam mit dem Bundesministerium für Verkehr, im Juni 2002 gegründet wurde. Noch im Herbst diesen Jahres wird in Berlin der Grundstein für eine Wasserstoff-Tankstelle gelegt werden, um unterschiedliche Prozesswege von Wasserstoff darzustellen.

Weitere Informationen finden Sie auch im aktuellen ALExblatt „Die Energiestrategie der BMW Group“

Interessante Details lesen Sie auch im ScienceClub-Artikel „Weg frei für das Wasserstoff-Zeitalter“ von 29.01.2003 sowie im ScienceClub Artikel „BMW - Besser mit Wasserstoff“ von 10.12.2002

Juli Nißlein | BMW Group
Weitere Informationen:
http://www.scienceclub.de/

Weitere Berichte zu: Kraftstoff Verbrennungskraftmaschine Wasserstoff

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Energie und Elektrotechnik:

nachricht TU Ilmenau erforscht innovative mikrooptische Bauelemente für neuartige Anwendungen
21.09.2017 | Technische Universität Ilmenau

nachricht Bald bessere Akkus?
21.09.2017 | Gesellschaft Deutscher Chemiker e.V.

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Energie und Elektrotechnik >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: The pyrenoid is a carbon-fixing liquid droplet

Plants and algae use the enzyme Rubisco to fix carbon dioxide, removing it from the atmosphere and converting it into biomass. Algae have figured out a way to increase the efficiency of carbon fixation. They gather most of their Rubisco into a ball-shaped microcompartment called the pyrenoid, which they flood with a high local concentration of carbon dioxide. A team of scientists at Princeton University, the Carnegie Institution for Science, Stanford University and the Max Plank Institute of Biochemistry have unravelled the mysteries of how the pyrenoid is assembled. These insights can help to engineer crops that remove more carbon dioxide from the atmosphere while producing more food.

A warming planet

Im Focus: Hochpräzise Verschaltung in der Hirnrinde

Es ist noch immer weitgehend unbekannt, wie die komplexen neuronalen Netzwerke im Gehirn aufgebaut sind. Insbesondere in der Hirnrinde der Säugetiere, wo Sehen, Denken und Orientierung berechnet werden, sind die Regeln, nach denen die Nervenzellen miteinander verschaltet sind, nur unzureichend erforscht. Wissenschaftler um Moritz Helmstaedter vom Max-Planck-Institut für Hirnforschung in Frankfurt am Main und Helene Schmidt vom Bernstein-Zentrum der Humboldt-Universität in Berlin haben nun in dem Teil der Großhirnrinde, der für die räumliche Orientierung zuständig ist, ein überraschend präzises Verschaltungsmuster der Nervenzellen entdeckt.

Wie die Forscher in Nature berichten (Schmidt et al., 2017. Axonal synapse sorting in medial entorhinal cortex, DOI: 10.1038/nature24005), haben die...

Im Focus: Highly precise wiring in the Cerebral Cortex

Our brains house extremely complex neuronal circuits, whose detailed structures are still largely unknown. This is especially true for the so-called cerebral cortex of mammals, where among other things vision, thoughts or spatial orientation are being computed. Here the rules by which nerve cells are connected to each other are only partly understood. A team of scientists around Moritz Helmstaedter at the Frankfiurt Max Planck Institute for Brain Research and Helene Schmidt (Humboldt University in Berlin) have now discovered a surprisingly precise nerve cell connectivity pattern in the part of the cerebral cortex that is responsible for orienting the individual animal or human in space.

The researchers report online in Nature (Schmidt et al., 2017. Axonal synapse sorting in medial entorhinal cortex, DOI: 10.1038/nature24005) that synapses in...

Im Focus: Tiny lasers from a gallery of whispers

New technique promises tunable laser devices

Whispering gallery mode (WGM) resonators are used to make tiny micro-lasers, sensors, switches, routers and other devices. These tiny structures rely on a...

Im Focus: Wundermaterial Graphen: Gewölbt wie das Polster eines Chesterfield-Sofas

Graphen besitzt extreme Eigenschaften und ist vielseitig verwendbar. Mit einem Trick lassen sich sogar die Spins im Graphen kontrollieren. Dies gelang einem HZB-Team schon vor einiger Zeit: Die Physiker haben dafür eine Lage Graphen auf einem Nickelsubstrat aufgebracht und Goldatome dazwischen eingeschleust. Im Fachblatt 2D Materials zeigen sie nun, warum dies sich derartig stark auf die Spins auswirkt. Graphen kommt so auch als Material für künftige Informationstechnologien infrage, die auf der Verarbeitung von Spins als Informationseinheiten basieren.

Graphen ist wohl die exotischste Form von Kohlenstoff: Alle Atome sind untereinander nur in der Ebene verbunden und bilden ein Netz mit sechseckigen Maschen,...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Veranstaltungen

11. BusinessForum21-Kongress „Aktives Schadenmanagement"

22.09.2017 | Veranstaltungen

Internationale Konferenz zum Biomining ab Sonntag in Freiberg

22.09.2017 | Veranstaltungen

Die Erde und ihre Bestandteile im Fokus

21.09.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

11. BusinessForum21-Kongress „Aktives Schadenmanagement"

22.09.2017 | Veranstaltungsnachrichten

DFG bewilligt drei neue Forschergruppen und eine neue Klinische Forschergruppe

22.09.2017 | Förderungen Preise

Lebendiges Gewebe aus dem Drucker

22.09.2017 | Biowissenschaften Chemie