Skip to main content
main-content

23.11.2021 | Wasserstoff | Themenschwerpunkt | Onlineartikel

Hoffnungsträger Wasserstoff-Verbrennungsmotor

Autor:
Christiane Köllner
30 Sek. Lesedauer

Wenn von Wasserstoff als Alternativkraftstoff gesprochen wird, steht zumeist die Brennstoffzelle im Fokus. Ein anderer Weg führt über die thermische Umsetzung des Wasserstoffs im Verbrennungsmotor. Gemeint ist der Wasserstoff-Verbrennungsmotor, der eine hohe Reichweite, kurze Tankdauer und eine nahezu schadstofffreie Verbrennung verspricht. Dabei stellen Komplexität und Anforderungen von H2-Motoren sowie darauf basierende Antriebe aber auch eine besondere Herausforderung für Entwickler dar. In unserem Themenschwerpunkt haben wir Informationen und Hintergründe zum Wasserstoff-Verbrennungsmotor zusammengestellt. 

Empfehlung der Redaktion

01.02.2021 | Entwicklung | Ausgabe 2/2021

Wasserstoffmotoren für zukünftige Pkw und leichte Nutzfahrzeuge

Bosch und die TU Graz bewerten die Gemischbildung, Verbrennung und Abgasemissionen eines Wasserstoffkonzeptmotors. Für die Untersuchungen haben sie einen Ottomotor mit Abgasturboaufladung und Benzindirekteinspritzung für den Wasserstoffbetrieb adaptiert. Wie sich zeigt, lassen sich bereits mit moderatem Entwicklungsaufwand signifikante funktionale Potenziale erreichen.

Weitere Fachliteratur und Beiträge zum Thema:

01.08.2021 | Entwicklungsmethodik | Sonderheft 1/2021

Steuergeräte-, Funktionsentwicklung und Applikation für Wasserstoff-Verbrennungsmotoren

Wasserstoff wird als künftigem Energieträger hohe Aufmerksamkeit zuteil. Dabei stellen Komplexität und Anforderungen von Wasserstoffmotoren sowie darauf basierende Antriebe besondere Herausforderungen für alle beteiligten Entwicklungspartner dar.

01.09.2021 | Entwicklung | Ausgabe 3/2021

Wasserstoffverbrennungsmotor für CO2-neutrale Nutzfahrzeuge

Mit diskontinuierlich anfallendem Strom aus erneuerbaren Energiequellen lässt sich Wasserstoff produzieren, der einfach und dauerhaft zu speichern ist. Um CO2-neutrale Antriebskonzepte zu realisieren, bietet sich daher der Wasserstoffverbrennungsmotor an. Wasserstoff ermöglicht darüber hinaus den Vorteil von kurzen Tankzeiten für den Fahrzeugbetreiber. Die Technische Universität Graz und AVL entwickeln derzeit einen serientauglichen Wasserstoffverbrennungsmotor für Nutzfahrzeuge, der eine genügend hohe Leistungsdichte bietet, um in einem Teil der in Europa eingesetzten Lkw verwendet zu werden.

01.10.2021 | Titelthema | Ausgabe 10/2021

Phänomenologische Modellierung der H2-Verbrennung

Voraussetzung für die Entwicklung konkurrenzfähiger Wasserstoff-Brennverfahren ist eine prädiktive Simulationsumgebung. In diesem Beitrag stellt IAV einen effizienten 1-D-Ansatz zur Vorausberechnung einer vorgemischten und fremdgezündeten H2-Verbrennung vor.

01.02.2021 | Entwicklung | Ausgabe 2/2021

Wasserstoffmotoren für zukünftige Pkw und leichte Nutzfahrzeuge

Bosch und die TU Graz bewerten die Gemischbildung, Verbrennung und Abgasemissionen eines Wasserstoffkonzeptmotors. Für die Untersuchungen haben sie einen Ottomotor mit Abgasturboaufladung und Benzindirekteinspritzung für den Wasserstoffbetrieb adaptiert. Wie sich zeigt, lassen sich bereits mit moderatem Entwicklungsaufwand signifikante funktionale Potenziale erreichen.

01.07.2021 | Entwicklung | Ausgabe 7-8/2021

Düse zur oszillierenden Direkteinblasung im H2-Verbrennungsmotor

Durch die Direkteinblasung von H2 lassen sich Leistungsdichten wie in konventionellen Verbrennungsmotoren erreichen. In diesem Beitrag stellen FDX Fluid Dynamix, Keyou und die TU Berlin eine Düsengeometrie für einen oszillierenden Einblasstrahl vor. Die in H2- Durchflussmessungen und Einblasversuchen ermittelten makroskopischen Sprayparameter werden mit denen einer Mehrloch-Düsengeometrie verglichen.

01.06.2020 | Entwicklung | Ausgabe 2/2020

Transformation vom Diesel zum H2-Hoch-AGR-Magerkonzept

Der Wasserstoffverbrennungsmotor ist im Bereich der Zero-Emission-Antriebe für den Schwerlastverkehr eine Alternative zu Brennstoffzellenantrieben und rein batterieelektrischen Antriebskonzepten. Mit einem von Keyou vorgestellten Ansatz lassen sich konventionelle Grundmotoren, zum Beispiel Dieselmotoren, in fremdgezündete H2-Verbrennungsmotoren mit Hoch-AGR-Magerbrennverfahren weiterentwickeln.

01.09.2019 | Im Fokus | Ausgabe 9/2019

Rollt nun die Wasserstoffwelle?

Wer bei alternativen Antrieben Wasserstoff hört, denkt in der Regel an die Brennstoffzelle. Oft vergessen wird, dass der Energieträger auch im Verbrennungsmotor eingesetzt werden kann. Mit den neuen CO2-Vorgaben der EU für Nutzfahrzeuge könnte diese Idee eine Renaissance erleben. 

01.06.2020 | Titelthema | Ausgabe 6/2020

H2-DeNOx-Katalysator für H2-Verbrennungsmotoren

Bei der Wasserstoffverbrennung fallen ausschließlich Stickoxide als emissionsrelevante Abgaskomponenten an. Diese sind durch ein intelligent ausgelegtes Brennverfahren im Magerbetrieb und mit Abgasrückführung auf ein Minimum zu reduzieren. Jedoch kann eine NOx-freie Verbrennung nicht in allen Betriebspunkten des Motors sichergestellt werden. Aus diesem Grund entwickelt Keyou gemeinsam mit der TU Freiberg einen Katalysator, an dem die Stickoxide durch Wasserstoff effizient aus dem Abgas entfernt werden. Dieser H2-DeNOx-Katalysator soll insbesondere auf die Abgaszusammensetzung des H2-Verbrennungsmotors und geringe NOx-Gehalte von ≤ 50 vppm optimiert werden. In diesem Beitrag werden erste Forschungsergebnisse vorgestellt.

01.07.2019 | 80 Jahre MTZ | Ausgabe 7-8/2019

"Dieser Weg ist alternativlos"

Schon seit dem Beginn seiner Karriere beschäftigt sich Thomas Korn intensiv mit alternativen Kraftstoffen. Der Fokus lag dabei stets auf dem Wasserstoff. Im Interview erläutert der Mitgründer und Geschäftsführer der Keyou GmbH seine Vision eines sauberen Personen- und Güterverkehrs der Zukunft.

2019 | OriginalPaper | Buchkapitel

Verlustanalyse eines direkteinblasenden Wasserstoffverbrennungsmotors

Wasserstoff ist das einzige Brenngas mit technischer Verwendung, dass frei von Kohlenstoff ist. Entsprechend stellt Wasserstoff eine sinnvolle Alternative zu konventionellen Kraftstoffen dar. Gerade der Einsatz von Wasserstoff als Kraftstoff in Verbrennungsmotoren bietet eine schnelle und kostengünstige Möglichkeit einer signifikanten Reduzierung der CO2-Emissionen im Verkehrssektor.

01.11.2017 | Entwicklung | Ausgabe 11/2017

Simulationsgestützte Entwicklung eines Wasserstoffmotors für einen emissionsfreien Verkehr

Mit Wasserstoff als Treibstoff für Verbrennungsmotoren steht eine Alternative zum Emissionsausstoß von herkömmlich verbrennungsmotorisch angetriebenen Fahrzeugen bereit. Bei der H 2-Verbrennung entstehen faktisch keine kohlenstoffhaltigen Abgasemissionen wie CO, CH oder klimaschädigendes Treibhausgas CO 2. In diesem Beitrag stellt Keyou sein Wasserstoffmotorkonzept vor und zeigt die Anpassung eines Dieselmotors für den Betrieb mit Wasserstoff. 

01.04.2017 | Im Fokus | Ausgabe 4/2017

Wasserstoff lässt sich auch gut verbrennen

Der Wasserstoffverbrennungsmotor war einst Hoffnungsträger einer modernen Mobilität. Während es motorseitig bemerkenswerte Erfolge gab, bereiteten die Energieeffizienz und das Speichern des flüssigen Wasserstoffs Probleme. Für Mercedes und BMW Grund genug, das Vorhaben ad acta zu legen.

2019 | OriginalPaper | Buchkapitel

The new highly efficient hydrogen internal combustion engine as ideal powertrain for the heavy-duty sector

Obvious changes in the world‘s climate make action necessary. Burning of fossil fuels in combustion engines not only results in CO2 emissions but also NOx and other pollutants harmful to all living beings. Today’s transport sector, including air, rail, marine, road transport and traffic, is responsible for almost a fifth of the world’s CO2 emissions.

2019 | OriginalPaper | Buchkapitel

The hybrid model of the new hydrogen combustion engine as the most efficient powertrain of tomorrow

Obvious changes in the world‘s climate make action necessary. Today’s transport sector, including air, rail, marine, and road transport and traffic, is responsible for almost a quarter of the world’s CO2 emissions. The internal combustion engine is the dominant propulsion system, and the burning of fossil fuels not only results in CO2 emissions but also NOx and other pollutants harmful to all living beings.

2014 | OriginalPaper | Buchkapitel

Wasserstoffbetriebene Fahrzeuge

Wasserstoff- und Brennstoffzellentechnik klingen zunächst futuristisch. Schaut man aber auf die Vielzahl der Anwendungen, dann handelt es sich um eine jahrzehntelang „gereifte“ Technologie. Von der Apollo-Mission über U-Boote bis zum unermüdlichen Gabelstapler in unseren Warenlogistik-Zentren oder dem Rennwagen, der auf 100km nur 7g Wasserstoff benötigt, spannt sich der Bogen der ersten Anwendungen.

01.06.2008 | Motoren/Engines | Ausgabe 1/2008

Der Volkswagen-Wasserstoff-Verbrennungsmotor für Flurförderzeuge

Die zunehmende Verknappung fossiler Brennstoffe und die zum Teil hochemotional geführte Debatte um den vom Menschen verursachten Klimawandel führen auf die Frage nach alternativen Kraftstoffen wiederholt zum Wasserstoff als einem möglichen zukünftigen Energieträger.

01.06.2007 | Entwicklung | Ausgabe 6/2007

Der bivalente V12-Motor des BMW Hydrogen 7

Mit dem V12-Motor der weltweit ersten mit Wasserstoff betriebenen Luxuslimousine, die einen Serienentwicklungsprozess durchlaufen hat, geht BMW einen weiteren Schritt auf dem Weg ins Wasserstoff-Zeitalter. Mit sequenzieller Wasserstoffeinblasung, kombiniert mit der Valvetronic und einer komplexen Betriebsstrategie, entwickelt der 6,0-l-Motor ein Drehmoment von 390 Nm und leistet 191 kW.

Weiterführende Themen

Premium Partner

    Bildnachweise