Luft- und Raumfahrttechnik 04.05.2007, 19:28 Uhr

Flugzeuge mit Brennstoffzellen  

der Einsatz von umweltfreundlichen Brennstoffzellen. Jetzt heben die ersten, von Brennstoffzellen getriebenen Experimentalflieger ab.

Das erste Experimentalflugzeug mit Brennstoffzellenantrieb startete schon 2005, als Studenten der Fachhochschule Wiesbaden ein kleines, ferngesteuertes Modellflugzeug mit Brennstoffzelle abheben ließen. Vor gut sechs Wochen dann der zweite Anlauf: Der 1,2 m lange Hyfish. Der Hyfish – eine Kooperation des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt (DLR) in Stuttgart mit dem Schweizer Unternehmen Smartfish – ähnelt einer Flunder und flog knapp 60 s, angetrieben ausschließlich durch eine Brennstoffzelle.

Größeres plant Boeing für den Herbst dieses Jahres. Dann soll erstmals ein mit einem Piloten bemanntes Flugzeug, ein Dimona-Motorsegler, abheben, angetrieben von einer Niedertemperaturbrennstoffzelle. Bei Start und Steigflug – den Flugphasen, in denen die meiste Energie gebraucht wird, wird der Boeing-Flieger jedoch von Lithium-Ionen-Batterien unterstützt. Einmal auf Flughöhe, wird das Flugzeug aber allein von den Brennstoffzellen angetrieben. Das Startgewicht beim Hyfish lag bei 6 kg, bei der Boeing-Dimona wird es bei 770 kg liegen.

„Wir hoffen, dass das System bis zu 30 Minuten in der Luft bleibt“, so Francisco Escarti, Chef von Boeing Research and Technology Europe (BR&TE) und des in Madrid angesiedelten Boeing-Forschungslabors, das für das Dimona-Experiment verantwortlich ist.

Klappt alles, wird die Dimona das erste bemannte, von einer Brennstoffzelle betriebene Flugzeug sein.

Doch dass auch große Passagierflugzeuge in absehbarer Zukunft mit Brennstoffzellen angetrieben werden, ist unwahrscheinlich. Für die Spitzenlasten bei Start und Steigflug sind sie nicht geeignet.

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Wenn Brennstoffzellen überhaupt in Flugzeugen eingesetzt werden, dann vor allem an Stelle der herkömmlichen APUs (auxiliary power unit). APUs sind Triebwerke im Heck von Passagierflugzeugen, die die Energiezufuhr am Boden sichern, wenn die großen Triebwerke ausgeschaltet sind.

Diese APUs ließen sich entweder durch Hochtemperaturbrennstoffzellen (die mit einer Temperatur von gut 1000 oC arbeiten) oder Niedertemperaturzellen (gut 100 oC) ersetzen. Die Hochtemperaturzelle würde – wie die APUs heute – das Flugzeug zentral vom Heck aus versorgen. Mit Niedertemperaturzellen wäre auch eine dezentrale Energieversorgung von mehreren Stellen aus denkbar, so Till Kaz vom DLR in Stuttgart, der auch für das Hyfish-Experiment verantwortlich ist.

Aber selbst als Ersatz für APUs werden Brennstoffzellen „wohl erst in zehn bis 15 Jahren in Passargierflugzeugen genutzt werden“, schätzt Escarti. Eher werden sie, vermutet er, in „kleinen und unbemannten Luftfahrtzeugen“ eingesetzt werden.

Vor allem unbemannte Luftfahrtzeuge aber sind derzeit das ganz große Thema in der militärischen Luftfahrt. Die sog. UCAVs (unmanned aerial combat vehicles) oder Drohnen wären das ideale Einsatzgebiet für Brennstoffzellen. Die Antriebe wären leiser und geräuscharmer als klassische Antriebsaggregate, damit würde es schwieriger, UCAVs zu entdecken. Und immerhin ist BR&TE Teil der Phamtom Works, Boeings Ideenschmiede, aus der viele der zukunftsweisenden militärischen Entwicklungen des Unternehmens stammen. moc

 

Ein Beitrag von:

  • Wolfgang Mock

    Redakteur und Reporter VDI nachrichten. Fachthemen: Wissenschafts- und Technologiepolitik, Raumfahrt, Reportagen.

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