Linde und Daimler kooperieren: Ein neues Betankungsverfahren auf «sLH2-Technologie»-Basis mit «subcooled» liquid hydrogen soll durch höheren Druck und spezielle Temperaturregelung höhere Speicherdichte und Energieeffizienz, grössere Reichweite und schnellere Betankung erlauben.

Der führende Anbieter für Industriegase und Daimler Truck wollen gemeinsam die nächste Generation einer Flüssigwasserstoff-Betankung für Brennstoffzellen-Lkw entwickeln. Das Tanken von Wasserstoff soll so einfach und praktikabel wie möglich gemacht werden.

Im Mittelpunkt steht unter anderem, den sogenannten Boil-off-Effekt und «Rückgas» (Gas aus dem Fahrzeugtank, das zum Tank der Tankstelle zurückfliesst) während der Betankung zu vermeiden. Das neue Verfahren, heisst es, benötige keine komplexe Datenkommunikation zwischen der Tankstelle und dem Lkw während der Betankung. Insgesamt seien dadurch einfachere Tankstellenkonzepte möglich. Der Grund für die verbesserte Energiespeicherdichte sei das gegenüber dem Umgebungsdruck höhere Druckniveau. Es ermögliche eine höhere Wasserstoffmasse im Tankbehälter.

Fotos: Mercedes Benz Trucks

Die Unternehmen planen die erste Betankung eines Prototyp-Lkw an einer Pilotstation in Deutschland für das Jahr 2023. Indem möglichst viele weitere Unternehmen eigene Betankungs- und Fahrzeugtechnologien unter Nutzung des neuen Flüssigwasserstoff-Standards entwickeln, soll ein globaler Massenmarkt für das neue Verfahren etabliert werden.

Daimler-Vorstandsmitglied Sven Ennerst, verantwortlich für Entwicklung, Einkauf und Region China: «Wir verfolgen die Vision des CO2-neutralen Transports der Zukunft. Die wasserstoffbasierte Brennstoffzelle ist dabei von strategischer Bedeutung. Mit unserer Zusammen­arbeit mit Linde als führendem Unternehmen für Wasserstoff-Betankungstechnologie wollen wir die Zukunftsfähigkeit und Akzeptanz von Brennstoffzellen-Lkw auf Wasserstoffbasis in der Branche erhöhen. Flüssiger Wasserstoff bietet bereits zahlreiche Vorteile, und das neue Verfahren wird dazu beitragen, dass weitere hinzukommen.»

Im September 2020 feierte Daimler Truck die Weltpremiere des Brennstoffzellen-Konzept-Lkw Mercedes-Benz GenH2 Truck. Mit ihm sollen schwere Brennstoffzellen-Lkw flexible und anspruchsvolle Fernverkehrseinsätze mit Reichweiten von bis zu 1000 km und mehr mit einer Tankfüllung fahren können. Daimler plant den Beginn der Kundenerprobung des GenH2 Truck für 2023, der Serienstart könnte in der zweiten Hälfte des Jahrzehnts folgen. Die Leistungsfähigkeit des Fahrzeugs soll dabei dank des Einsatzes von flüssigem anstatt gasförmigem Wasserstoff aufgrund der deutlich höheren Energiedichte gleichauf mit der eines vergleichbaren konventionellen Diesel-Lkw liegen.

Daimler Truck ziehe flüssigen Wasserstoff vor, heisst es, da der Energieträger in diesem Aggregatzustand im Gegensatz zu gasförmigem Wasserstoff eine deutlich höhere Energie­dichte in Bezug auf das Volumen aufweise. Dadurch kommt ein mit Flüssigwasserstoff betankter Brennstoffzellen-Lkw mit wesentlich kleineren und aufgrund des geringeren Drucks auch erheblich leichteren Tanks aus. Dies lasse einen grösseren Laderaum und ein höheres Zuladungsgewicht der Lkw zu.

In der stationären Anwendung, beispielsweise in der Industrie oder in Wasserstofftankstellen, ist die Speicherung von tiefkaltem Flüssigwasserstoff bei -253 Grad Celsius bereits gängige Praxis. Dies gilt auch für den Transport von flüssigem Wasserstoff als Ladung.

Die beiden für die Serienversion des GenH2 Truck vorgesehenen Flüssigwasserstoff-Edelstahltanks werden sich mit 80 kg (je 40 kg) Fassungsvermögen durch eine besonders hohe Speicherkapazität für das Zurücklegen weiter Distanzen auszeichnen. Das Edelstahl-Tanksystem besteht aus zwei ineinander liegenden Röhren, die miteinander verbunden und vakuumisoliert sind. Das Brennstoffzellensystem soll in der Serienvariante des GenH2 Truck 2 x 150 kW liefern, die Batterie zusätzlich zeitlich begrenzt bis zu 400 kW. Das Speichervermögen der Batterie ist mit 70 kWh relativ gering, da die Batterie nicht für den Energiebedarf, sondern hauptsächlich zur situativen Leistungsunterstützung der Brennstoffzelle hinzugeschaltet werden soll: beispielsweise bei Lastspitzen während der Beschleunigung oder bei voll beladenen Bergauffahrten.

Gleichzeitig wird durch die relativ leichte Batterie mehr Zuladung ermöglicht. Sie soll im Serienfahrzeug durch Brems- und überschüssige Brennstoffzellenenergie aufgeladen werden. Ein Kernelement der ausgeklügelten Betriebsstrategie von Brennstoffzellen- und Batteriesystem ist ein Kühl- und Heizsystem, das alle Komponenten auf idealer Betriebstemperatur hält und somit eine möglichst hohe Langlebigkeit ermöglicht. Die beiden Elektromotoren sind in einer Vorserienversion auf insgesamt 2 x 230 kW Dauer- und 2 x 330 kW Maximalleistung ausgelegt. Das Drehmoment liegt bei 2 x 1577 Nm bzw. 2 x 2071 Nm.

In der Schweiz und Liechtenstein ist der Fahrzeughersteller durch die Mercedes-Benz Schweiz, Mercedes-Benz Trucks Schweiz, eine Financial Services AG und EvoBus (Schweiz) vertreten. Die Unternehmen beschäftigen über 600 Mitarbeitende und sichern zusammen mit einem Händlernetz etwa 5800 Arbeitsplätze in der Schweiz.

 

www.mercedes-benz.ch