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Brennstoffzellen-Flugzeug erhält Testflugerlaubnis am Stuttgarter Airport

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Ulm - Klimafreundliches Fliegen könnte schon bald in ganz Europa alltäglich werden. Einen wesentlichen Beitrag dazu leisten Wissenschaftler an der Universität Ulm und am DLR in Kooperation mit weiteren nationalen und internationalen Projektpartnern.

Am Stuttgarter Flughafen wurde am Freitag letzter Woche (11.12.20) die neueste Generation des klimafreundlichen Wasserstoff-Brennstoffzellen-Flugzeugs Hy4 präsentiert. Erst kürzlich hat die neueste Hy4-Antriebsgeneration die Testflugerlaubnis erhalten und kann somit künftig von Stuttgart aus abheben.

Emissionsfreies Fliegen wird greifbar
Am Flughafen Stuttgart ist jetzt die neueste Generation des weltweit ersten viersitzigen Wasserstoff-Brennstoffzellen-Flugzeugs Hy4 bei einer überwiegend virtuellen Veranstaltung vorgestellt worden. Federführend entwickelt wurde der aus einem Batterie-Brennstoffzellensystem bestehende Antrieb von Professor Josef Kallo, der an der Universität Ulm sowie am Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) in Stuttgart forscht. Nachdem die sechste Antriebsgeneration von Hy4 die Testflugerlaubnis erhalten hat, kann das Brennstoffzellen-Flugzeug vom Stuttgarter Flughafen aus starten. Der Erstflug des viersitzigen Wasserstoff-Passagierflugzeugs Hy4 fand 2016 in Stuttgart statt, zuletzt ist Hy4 im November im slowenischen Maribor zu Testflügen gestartet.

Die Kooperationspartner sehen sich mit dem Permit-to-fly bestätigt. Emissionsfreies, effizientes und gleichzeitig geräuscharmes Fliegen im Passagierbereich rückt damit in greifbare Nähe. Die künftigen Tests in Stuttgart werden sich bis Mai 2021 auf das Zusammenspiel und die Kopplung von neuen, noch leistungsfähigeren Antriebskomponenten fokussieren.

Elektromotor ermöglicht Fluggeschwindigkeiten von bis zu 200 km/h
Angetrieben wird Hy4 von einem Hybridsystem, das Batterie- und Brennstoffzellentechnologie miteinander verbindet. In der Brennstoffzelle werden Wasserstoff und Sauerstoff in elektrische Energie für den Propellerantrieb umgewandelt. Das umweltfreundliche Nebenprodukt ist Wasser. Sollte die so gewonnene Energie - etwa beim Start oder bei Steigflügen - nicht ausreichen, springt die Lithium-Ionen-Batterie ein. Bis dato konnte die Funktionalität des neuen Antriebssystems bei mehr als 30 Starts und Flügen von bis zu zwei Stunden erprobt und untersucht werden. Der elektrische Motor sowie die Energieverteilungseinheit von Hy4 wurde am Institut für Energiewandlung und -speicherung der Universität Ulm entwickelt, unter Laborbedingungen getestet und in Betrieb genommen. Der Elektromotor hat eine Leistung von 120 Kilowatt und ermöglicht damit eine Maximalgeschwindigkeit von 200 Kilometer pro Stunde (km/h).

Die grundlegende Brennstoffzellenforschung und die Zusammenschaltung der Komponenten erfolgten größtenteils am DLR. Die H2FLY GmbH verantwortet hingegen die Gesamtsystemarchitektur aus Wasserstofftank, Brennstoffzelle sowie Elektroantrieb. Außerdem ist H2FLY für die sichere Integration und den Betrieb im Flugzeug verantwortlich.

Erster Meilenstein des Projekts Hy4 sollten ursprünglich regional einsetzbare Flugtaxis für einzelne Passagiere sein. Doch seit dem Erstflug eines Flugzeuges mit Brennstoffzelle im Jahr 2008 haben Kallo und seine Partner aus Forschung und Industrie die Antriebstechnologie stark weiterentwickelt. Die mittlerweile sechste Generation des Systems umfasst Redundanzkonzepte für Wasserstofftank, Brennstoffzelle, Energieverteilung und den elektrischen Antrieb. „Durch die so gesteigerte Effizienz und eine verbesserte Sicherheitsarchitektur werden in den kommenden zehn Jahren wasserstoffbetriebene Flugzeuge für bis zu 40 Passagiere und mit Reichweiten von 2000 Kilometern möglich“, so die Einschätzung von Professor Kallo.

Partner im Projekt Hy4
Im Projekt Hy4 bündeln die Universität Ulm, das DLR, H2FLY und Diehl Aerospace (Datenkommunikation und Controlhardware) ihr Know-how. Auf internationaler Ebene werden sie von Pipistrel (Flugzeug-Hardware) und den Forschungseinrichtungen Politecnica di Milano, TU Delft, Universität Maribor sowie Cummins Canada unterstützt. Zu den Förderern zählen die Nationale Organisation Wasserstoff- und Brennstoffzellentechnologie (NOW GmbH), das Bundeswirtschaftsministerium sowie das Bundesverkehrsministerium. Dazu kommen neben Mitteln aus der Industrie auch Mittel vom DLR, vom Flughafen Stuttgart und der Europäischen Kommission.

© IWR, 2020


15.12.2020

 



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