Natriumborhydrid versorgt Brennstoffzellen mit Wasserstoff

Beim Versuchsfahrzeug "Natrium" ist der gesamte Antrieb in die Bodengruppe und den Motorraum integriert. Leistungsstarke Batterien liefern zusätzliche Energie für Spitzenlasten im Fahrbetrieb des Minivan. Bild: DaimlerChrysler

Natriumborhydrid ist eine mögliche Alternative zur Versorgung von Brennstoffzellenfahrzeugen mit Wasserstoff. Dies wurde bei einem Symposium der DaimlerChrysler AG in Sindelfingen deutlich. Das deutsch-amerikanische Unternehmen forscht als einziger Autokonzern weltweit an diesem Verfahren zur Speicherung von Wasserstoff. Mit dem Testfahrzeug „Natrium“ haben die Entwickler bereits bewiesen, dass diese Technik prinzipiell möglich ist. Ungewiss ist jedoch, ob sie sich gegenüber den anderen Systemen durchsetzen kann.

Das Prinzip dieser Speicherung ist einfach: Das harmlose, ungiftige Pulver Natriumborhydrid (NaBH4) ist eine Verbindung aus Natrium, Bor und Wasserstoff. Wird es mit Wasser versetzt und mit bestimmten Katalysatoren in Verbindung gebracht, die die chemische Reaktionen beschleunigen, gibt es gasförmigen Wasserstoff zur Versorgung der Brennstoffzelle im Fahrzeug ab. Zurück bleibt der gleichfalls ungefährliche Stoff Natriummetaborat (NaBO2), der chemisch dem in vielen Waschmitteln enthaltenen Borax entspricht. Dieses Natriummetaborat kann eingesammelt und in einer chemischen Anlage wieder mit aus Erdgas, Öl oder auch aus alternativen Energiequellen gewonnenem Wasserstoff versetzt werden. Der Träger des Wasserstoffs bleibt also in einem ständigen Kreislauf und wird nicht verbraucht.

Genau hier liegt jedoch der größte Nachteil des Verfahrens: Um diesen Kreislauf am Laufen zu halten, ist eine aufwändige Infrastruktur nötig. Es muss nicht nur Treibstoff von einer Raffinerie zur Tankstelle und zum Verbraucher gebracht werden, sondern auch das „entladene“ Natriummetaborat vom Verbraucher zurück zur chemischen Anlage. Für jeden Speichertank einer Tankstelle ist dazu auch ein Tank für den verbrauchten Kraftstoff erforderlich – für mögliche Betreiber ein großer Investitionsaufwand.

Die technischen Vorteile von Natriumborhydrid als Wasserstoffspeicher liegen jedoch auf der Hand. Beim Auflösen in Wasser erhält der Stoff die Konsistenz von Tapetenkleister und kann in einem leichten Kunststofftank ganz einfach gespeichert werden. Es sind weder aufwändige Drucktanks wie für die Speicherung gasförmigen Wasserstoffs erforderlich, noch leistungsfähige Kühlsysteme, wie sie in Tanks für Flüssigwasserstoff eingesetzt werden. Und im Gegensatz zum Methanol, das wegen seiner Giftigkeit vor allem in den USA vielfach abgelehnt wird, geht von Natriumborhydrid keine Gefahr beispielsweise für das Grundwasser aus.

Ein Testfahrzeug mit Natriumborhydrid als Treibstoff haben die DaimlerChrysler-Ingenieure bereits auf die Straße gebracht. Seit gut einem halben Jahr erprobt der Konzern mit „Natrium“, einem auf den ersten Blick ganz gewöhnlichen Chrysler-Minivan, die neue Technologie. Ausgerüstet ist das Auto mit einer Brennstoffzelle von Ballard, die auch im methanolgetriebenen Testfahrzeug NECAR 5 zum Einsatz kommt. Mit einem 200-Liter-Tank hat das Fahrzeug eine Reichweite von 500 Kilometer und beschleunigt in 16 Sekunden von 0 auf 100 Kilometer in der Stunde.

Trotz der Funktionstüchtigkeit dieses Autos vermag niemand sicher zu sagen, ob sich Natriumborhydrid als Treibstoff durchsetzen wird – zu schwer wiegt das Argument der Infrastruktur. Befürworter verweisen auf die Macht wirtschaftlicher Anreize, die nicht nur einmal in der Geschichte zum extrem schnellen Aufbau einer Infrastruktur geführt hat: 1921 gab es beispielsweise in den USA 12.000 Tankstellen, acht Jahre später waren es bereits 143.000, verdeutlicht DaimlerChrysler in einer Presseerklärung.

Auf der Suche nach dem optimalen Treibstoff für Brennstoffzellen hat sich bisher kaum ein Autokonzern festgelegt: Methanol, gasförmiger und flüssiger Wasserstoff, Erdgas, Benzin oder eben Natriumborhydrid – die meisten Konzerne forschen noch immer gleichzeitig an mehreren Systemen.

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