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r.energy Basics Wasserstoffautos – Technik, Vorteile und Zukunft der H2-Mobilität

Von Konstantin Pfliegl 6 min Lesedauer

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Schneider Electric GmbH

Wasserstoff gilt als einer der Hoffnungsträger der Energiewende – auch im Mobilitätssektor. Doch wie funktioniert ein Wasserstoffauto? Was sind die Vorteile, wo liegen die Grenzen, und welche Rolle spielt die H₂-Mobilität auf dem Weg zur klimaneutralen Zukunft?

(© LeArchitecto/stock.adobe.com)
(© LeArchitecto/stock.adobe.com)

Ein Wasserstoffauto – fachlich korrekt als Brennstoffzellenfahrzeug (Fuel Cell Electric Vehicle, FCEV) bezeichnet – ist im Kern ein Elektrofahrzeug. Der entscheidende Unterschied zum batterieelektrischen Auto (BEV): Statt einer großen Lithium-Ionen-Batterie erzeugt eine Brennstoffzelle den benötigten Strom direkt an Bord – aus Wasserstoff (H2) und Sauerstoff (O2). Als einziges „Abgas" entsteht dabei Wasserdampf.

Aktuell auf dem Markt befindliche Serienmodelle sind unter anderem der Toyota Mirai (ab 68.500 Euro, bis 650 km Reichweite), der Hyundai Nexo (ab 70.000 Euro, bis 820 km Reichweite) und ab 2028 der BMW iX5 Hydrogen (500 km Reichweite).

Wasserstoffautos sind eine technologisch faszinierende, aber im PKW-Segment zunehmend marginalisierte Antriebsform. Die ehrliche Einordnung lautet: Wasserstoff ist kein Konkurrent des Elektroautos, sondern seine Ergänzung.

Konstantin Pfliegl, Redakteur r.energy

Wie funktioniert ein Wasserstoffauto?

Ein Brennstoffzellenfahrzeug besteht aus vier wesentlichen Baugruppen:

Kernkomponenten von H2-Autos
KomponenteFunktion
WasserstofftankSpeichert gasförmigen Wasserstoff bei 700 bar Druck in kohlenstofffaserverstärkten Hochdrucktanks (CFK). Fassungsvermögen typischerweise 5 bis 7 kg H2.
BrennstoffzelleWandelt chemische Energie aus H2 und O2 in elektrischen Strom um. Gängig ist der PEM-Typ (Proton Exchange Membrane) mit Platin-Katalysatoren.
ElektromotorWandelt den erzeugten Strom in Antriebskraft um. Das Fahrverhalten gleicht dabei dem eines Elektroautos.
PufferbatterieEine kleine Batterie (circa 1 bis 2 kWh) speichert Bremsenergie (Rekuperation) und puffert Lastspitzen ab.

So wird Wasserstoff im Auto in Energie umgewandelt: Die Brennstoffzelle funktioniert nach dem Prinzip der kalten Verbrennung – einer umgekehrten Elektrolyse:

  • Anode: Gasförmiger Wasserstoff wird zugeführt. Ein Platin-Katalysator spaltet die H2-Moleküle in Protonen (H+) und Elektronen.
  • Membran: Die Protonen wandern durch eine protonenleitende Polymer-Membran. Die Elektronen können die Membran nicht passieren – sie fließen über einen externen Stromkreis und erzeugen dabei elektrischen Strom.
  • Kathode: Auf der gegenüberliegenden Seite reagieren Protonen, Elektronen und Sauerstoff aus der Umgebungsluft zu Wasserdampf, den „Abgasen". 

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