(ch) Ein Katalysator im Auto ist zwar seit langem Standard für die Abgasreinigung. Doch im Brennstoffzellenfahrzeug Necar 5 (New Electric Car) der Daimler-Chrysler AG steckt ein Katalysator der BASF, der eine völlig andere Funktion hat: Er ist Schlüsselkomponente im Methanolreformer. Dort wird aus Methanol Wasserstoff freigesetzt, der wiederum eine Brennstoffzelle speist. Die BASF entwickelte den Hochleistungskatalysator in einer Exklusivkooperation mit Xcellsis, einem Gemeinschaftsunternehmen von Daimler-Chrysler, Ballard Power Systems, Inc., Vancouver/Kanada, und der Ford Motor Company, Dearborn/USA. Bereits für den Necar 3, den Prototypen des methanolbetriebenen Brennstoffzellenfahrzeugs, entwickelte der Chemiekonzern vor drei Jahren den Katalysator zur Methanolreformierung. Seitdem haben ihn die Forscher des Chemieunternehmens aktiver, kompakter und stabiler gemacht.
Alternativkonzepte, bei denen statt Methanol reiner Wasserstoff getankt wird, werfen nach Unternehmensangaben eine Reihe ungelöster Probleme auf. Zum Beispiel benötigt man zum Speichern des Wasserstoffgases im Fahrzeug Druck- oder Tieftemperatur-Tanks. Anders bei Methanol: Der Treibstoff für den Necar 5 kann genauso bequem getankt werden wie Benzin oder Diesel. Methanol ist der chemisch einfachste Alkohol und wird heute fast ausschließlich aus Erdgas gewonnen. Denkbar ist auch, die Substanz aus Abfällen oder aus nachwachsenden Rohstoffen herzustellen. An Bord des Necar 5 wird aus dem Methanol der Wasserstoff für die Brennstoffzelle erzeugt. Dazu wird der Alkohol mit Wasser verdampft und in den Reformer geleitet. Dort strömt das Gemisch über den Katalysator, der aus Kupfer- und weiteren Metalloxiden besteht. Bei einer Betriebstemperatur von 200 bis 350 °C werden Methanol und Wasser umgesetzt zu Wasserstoff und Kohlendioxid. Das Gasgemisch wird nun in der Brennstoffzelle zur Erzeugung elektrischer Energie eingesetzt. Insgesamt entsteht bei diesem Prozess deutlich weniger Kohlendioxid als in Verbrennungsmotoren.
Eine Neuentwicklung beim Necar 5 ist der ATR-Reaktor (die Abkürzung steht für Autotherme Reformierung). Dieser „Anlasser“ macht das Auto kaltstartfähig. Das Methanol wird hier zusammen mit Wasser und Luft teilweise zu Wasserstoff reformiert und teilweise verbrannt. Dadurch wird das Antriebssystem innerhalb kurzer Zeit, ähnlich wie früher bei einem Diesel, auf die volle Betriebstemperatur gebracht.
Die Entwicklung von High-Performance-Katalysatoren als Reaktionsbeschleuniger für großtechnische Prozesse ist eine Kernkompetenz der BASF. Doch während Katalysatoren normalerweise darauf ausgerichtet werden, bei eng umrissenen Druck- und Temperaturverhältnissen optimale Ergebnisse zu liefern, liegt die Herausforderung bei der Methanolreformierung in der Flexibilität. Damit das Brennstoffzellenauto ohne Zwischenspeicher wie Batterien oder Wasserstofftanks auskommt, muss der Reformer auf schnelle Wechsel der Belastung unmittelbar reagieren. Am Berg wie auf der Ebene, bei Tempo 30 wie bei 120 km/h muss er jederzeit die richtige Wasserstoffmenge produzieren. Auch die mechanischen Beanspruchungen im Fahrzeug, etwa eine Fahrt über Kopfsteinpflaster, muss das System problemlos wegstecken können.
Um die Einführung von Brennstoffzellen-Fahrzeugen auf Methanolbasis voranzutreiben, hat sich die BASF im September 2000 mit Daimler-Chrysler, Xcellsis, BP und den Methanolproduzenten Methanex und Statoil zu einer Kooperation zusammengeschlossen. Die Partner werden Fragen zu Gesundheit, Sicherheit, Umweltrelevanz und Infrastruktur der Methanolverwendung untersuchen und eine gemeinsame Position zum Einsatz von Methanol als Kraftstoff entwickeln.
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