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Auf dem richtigen Weg

Ford präsentiert den Ford Focus C-MAX mit Wasserstoff-Verbrennungsmotor - Brückentechnologie auf dem Weg zur Brennstoffzelle.

Den Ford Focus C-MAX gibt es nun auch mit Wasserstoff-Verbrennungsmotor – allerdings vorerst nur als Versuchsfahrzeug. Erstmalig präsentiert wurde das Fahrzeug im Rahmen des deutschen VDA Forschungstages in Stuttgart.

Eine Gruppe von Ingenieuren des Ford Forschungszentrums Aachen (FFA) hat das Demonstrationsfahrzeug entwickelt, um das technische und ökonomische Potential dieser Technologie zu untersuchen.

Auf dem Weg in eine nachhaltige Mobilität erachtet Ford den Wasserstoff-Verbrennungsmotor daher mittelfristig als wichtige Brückentechnologie in eine Wasserstoffzukunft mit Brennstoffzellen.

Denn bis die technische und wirtschaftliche Reife von Brennstoffzellenfahrzeugen erreicht ist, gilt es bereits heute dafür zu sorgen, Nachfrage nach Wasserstoff zu erzeugen und somit zu helfen, die bislang fehlende Wasserstoffinfrastruktur aufzubauen. Je mehr Fahrzeuge Wasserstoff tanken, desto schneller wird das entsprechende Tankstellennetz mitwachsen.

Absehbar ist, dass der Wasserstoff-Verbrennungsmotor früher seine Marktreife erlangen wird als die Brennstoffzelle, da sich das Prinzip des Verbrennungsmotors nun schon seit mehr als 100 Jahren bewährt hat.

Umfangreiche Zusatztechnologie an Bord des C-MAX

Dies bedeutet allerdings nicht, dass die Veränderungen am Wasserstoff-Verbrennungsmotor des Ford Focus C-MAX – abgekürzt: H2 ICE (ICE = Internal Combustion Engine) trivial sind: Als Basismotor für den Ford Focus C-MAX mit Wasserstoff-Verbrennungsmotor dient ein 2,3 Liter-Vierzylinder-Benzinmotor mit einer Leistung von 110 PS (82 kW). Der Ford Focus C-MAX mit H2 ICE-Motor unterscheidet sich vom Basisfahrzeug vor allem durch eine geänderte Anordnung der Motorraumkomponenten - so wurde beispielsweise die Batterie aus dem Motorraum entfernt und unter der Rücksitzbank angebracht. Des weiteren gibt es eine andere Tanktechnologie, umfangreiche Sicherheitssysteme und Sensorik. Hinzu kommt der Mehraufwand an Elektronik und zusätzliche Komponenten wie zum Beispiel zwei Ladeluftkühler.

Das Versuchsfahrzeug tankt komprimierten Wasserstoff, der bei 350 bar in drei Tanks gespeichert wird – zwei befinden sich im Kofferraum, der dritte ist am Fahrzeugunterboden des Hecks untergebracht. Zwei Druckminderer sorgen dafür, dass der Druck des Wasserstoffes bis zum Motoreinlass auf 5,5 bar reduziert wird.

Insgesamt fassen die drei Tanks 119 Liter. Dies entspricht 2,75 Kilogramm Wasserstoff. Damit erzielt der Ford Focus C-MAX mit Wasserstoff-Verbrennungsmotor eine Reichweite von ungefähr 200 Kilometer.

Ein Kompressor verhilft dem Ford Focus C-MAX H2 ICE zu einer vergleichbaren Leistung, die der entsprechende Benzinmotor hat. Denn der Kompressor verdichtet die Luft und vergrößert somit das Volumen des zündfähigen Gemisches im Brennraum. Die vom Kompressor verdichtete Luft erwärmt sich dabei und wird von zwei Ladeluftkühlern, von denen sich einer unterhalb der Stoßstange befindet, der andere in der Mitte des Motorraums, wieder abgekühlt. Die abgekühlte und hochverdichtete Luft wird dem Verbrennungsmotor zugeführt und reagiert in den Zylindern mit dem Wasserstoff.

Günstiger Verbrauch, keine Emissionen

Das Wasserstoff-Luft-Verhältnis lässt sich im Ford Focus C-MAX H2 ICE in einer großen Bandbreite regulieren, da die Zündfähigkeit von Wasserstoff in Luft im Bereich von vier bis 70 Volumenprozent liegt. Das bedeutet, dass sowohl sehr magere als auch sehr fette Wasserstoff-Luft-Gemische möglich sind und damit entsprechend günstige Verbrauchs- und Stickoxidemissionswerte erzielt werden können.

Wasserstoff wird als nachhaltiger, das heißt: besonders umweltfreundlicher, Energieträger angesehen, da er regenerativ aus Sonnen-, Wasser- oder Windenergie erzeugt werden kann. Die Brennstoffzelle erzielt bei der Verwendung von Wasserstoff im Vergleich zum Wasserstoff-Verbrennungsmotor einen größeren Wirkungsgrad und erzeugt zudem keinerlei Schadstoff- und Klimagas-Emissionen.

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