Tanken wie beim Verbrenner, fahren wie im E-Auto: Methanol-Brennstoffzellen versprechen das Beste aus beiden Welten. Die Technologie wandelt flüssigen Kraftstoff direkt in Strom um und könnte so zwei der größten Schwächen der Elektromobilität lösen – begrenzte Reichweite und fehlende Ladeinfrastruktur. Doch warum fährt trotzdem noch kein Serienfahrzeug mit Methanol? Ein Überblick über Funktionsweise, Vorteile und die Hürden, die noch im Weg stehen.
Der Verkehrssektor verursacht einen erheblichen Anteil an den CO2-Emissionen weltweit und spielt daher eine zentrale Rolle im Kampf gegen den Klimawandel. Nachhaltigere Alternativen zum klassischen Verbrennungsmotor sind daher in den vergangenen Jahren immer stärker in den Fokus der Automobilindustrie gerückt.
Die Elektromobilität konnte sich dabei in der Vergangenheit zunehmend als zentrale Technologie etablieren und gewinnt stetig an Bedeutung. Doch auch andere Antriebsarten, wie beispielsweise ein Methanol-Antrieb, können emissionsfreien Straßenverkehr ermöglichen.
Du willst nicht abgehängt werden, wenn es um KI, Green Tech und die Tech-Themen von Morgen geht? Über 12.000 Vordenker bekommen jeden Tag die wichtigsten News direkt in die Inbox und sichern sich ihren Vorsprung.
Nur für kurze Zeit: Anmelden und mit etwas Glück 50€ Amazon-Guthaben gewinnen!
Mit deiner Anmeldung bestätigst du unsere Datenschutzerklärung. Beim Gewinnspiel gelten die AGB.
Im Auto: Wie eine Methanol-Brennstoffzelle Kraftstoff in Strom umwandelt
Ein Methanol-Antrieb kann als alternative Antriebstechnologie für Fahrzeuge genutzt werden. Dabei kommt – wie der Name bereits verrät – Methanol als Energiequelle zum Einsatz.
Dieser kann dann entweder durch die direkte Verbrennung im Motor oder für die Stromerzeugung in einer Brennstoffzelle genutzt werden. Im Verbrennungsmotor fungiert Methanol dabei ähnlich wie Benzin und setzt durch Verbrennung Energie frei. Der Stoff verbrennt dabei zwar sauberer, kann aber weniger Energie pro Liter liefern.
In der Brennstoffzelle wiederum wird das Methanol nicht verbrannt, sondern in einer elektrochemischen Reaktion kontrolliert in elektrische Energie umgewandelt. Dazu wird Methanol zusammen mit Wasser an eine spezielle Membran geführt, die zwei Elektroden voneinander trennt.
An der Anode wird das Methanol aufgespalten, wobei Protonen, Elektronen und als Nebenprodukt Kohlendioxid entstehen. Da die Elektronen die Membran nicht direkt passieren können, werden sie über einen äußeren Stromkreis geleitet. Genau dieser Elektronenfluss ist der elektrische Strom, der später den Elektromotor antreibt.
Die Protonen wandern gleichzeitig durch die Membran zur anderen Seite, also zur Kathode, wo sie sich mit Sauerstoff aus der Luft und den zurückgeführten Elektronen verbinden. Dabei entsteht Wasser als weiteres Nebenprodukt.
Welche Vorteile hat Methanol als Antrieb?
Vor allem im Vergleich zu klassischen Batteriefahrzeugen und Verbrennungsmotoren bieten Fahrzeuge mit Methanol-Brennstoffzellen interessante Vorteile. Ein zentraler Punkt dabei ist der flüssige Energieträger Methanol. Denn Methanol lässt sich ähnlich wie Benzin tanken und im Fahrzeug transportieren.
Das eröffnet die Möglichkeit, vergleichsweise einfach auf eine bestehende Infrastruktur zurückzugreifen, die sich an das aktuelle Tankstellennetz anlehnen könnte. Im Vergleich zur Elektromobilität wäre zudem kein flächendeckender Ausbau von Ladeinfrastruktur erforderlich.
Aufgrund der höheren Energiedichte des Methanols können diese Brennstoffzellen auch einen höheren Wirkungsgrad erzielen. Das ermöglicht eine größere Reichweite, langes Laden entfällt, da der Energieträger einfach nachgetankt werden kann.
Auch bei der Umweltfreundlichkeit kann die Methanol-Brennstoffzelle punkten. Denn im Betrieb werden nur geringe Mengen an Kohlendioxid sowie Wasser ausgestoßen. Außerdem lässt sich Methanol aus erneuerbaren Energien wie Biomasse herstellen.
Durch die leichtere Bauart im Vergleich zum batterieelektrischen Antrieb kann zusätzlich das Fahrzeuggewicht reduziert werden, was sich positiv auf Effizienz und Reichweite auswirken kann. Zudem benötigen Methanol-Brennstoffzellensysteme in der Regel weniger schwere Speichermaterialien als große Batteriepacks, wodurch sich auch die Fahrzeuge flexibler gestalten lassen.
Der Verband der Automobilindustrie VDA auf eine Anfrage des BR-Politikmagazin Kontrovers: „Nur mit einem hohen Anteil von Elektroautos kann Deutschland das 2030-Klimaziel der EU erreichen vorgegebene Klimaziel erreichen. Alle anderen Optionen seien „bis dahin nicht in der ‚Großserienproduktion‘ verfügbar“.
Ronald Humbert, Ingenieur und ehemaliger Audi-Manager, ist derweil von der Technologie überzeugt:“Dieses Konzept können wir in jedes beliebige Auto einbauen, in einen Polo mit 50 PS oder in einen Langstrecken-Lkw mit 40 Tonnen. Wir sind den normalen Batterieautos haushoch überlegen.“
Risiken: Warum noch kein Serienfahrzeug mit Methanol fährt
Trotz der vielversprechend klingenden Vorteile ist die Technologie nicht frei von Herausforderungen. Denn in der Praxis stoßen Methanol-Brennstoffzellen bislang noch an mehrere Grenzen.
Diese betreffen beispielsweise die Frage, wie klimafreundlich der Kraftstoff tatsächlich hergestellt und bereitgestellt werden kann. Denn trotz der zahlreichen Herstellungsmöglichkeiten für Methanol ist die Verfügbarkeit in der Realität noch begrenzt.
Damit sich die Technologie durchsetzen könnte, müssten zunächst Produktionskapazitäten erhöht werden. Auch die Herstellungsprozesse müssten umgestellt werden, damit sie klimaneutral ablaufen können.
Aufgrund der bisher noch geringen Marktreife der Technologie und des Fehlens serienmäßiger Produkte ist die Herstellung von Methanol-Brennstoffzellen derzeit noch sehr kostenintensiv. Da sich die Entwicklung noch in einer frühen Phase befindet, entstehen hohe Produktionskosten, die erst durch technologische Fortschritte und größere Stückzahlen sinken könnten.
Auch interessant:
