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Seicento Elettra H2: der Erste von Fiat mit Brennstoffzelle

Der neue Prototyp ist eine Weiterentwicklung des Seicento Elettra, von dem er eine Reihe von Komponenten (Dreiphasen-Drehstrom-Asynchronmotor und Batterien) übernommen hat, ebenso das Hybridsystem und der Elektroantrieb. Im Gegensatz zum Seicento Elettra, der die elektrische Energie über externen Strom aus aufladbaren Batterien bezieht, erzeugt der neue Seicento-Prototyp den benötigten Strom mit Hilfe einer Brennstoffzelle (fuel cell) selbst.

Der für den Antrieb benötigte Wasserstoff steht unter einem Druck von 200 bar und ist in sechs Gasflaschen von jeweils neun Litern gespeichert, die hinter den Vordersitzen (Foto) untergebracht sind. Um den Seicento Elettra H2 fuel cell wieder zum vollwertigen Viersitzer zu machen, ist die Unterbringung der Flaschen im Mitteltunnel geplant. Die erzeugte Energie von 48 Volt, maximal 7 kW, übertrifft den durchschnittlichen Energiebedarf des Fahrzeugs im ECE-Stadtzyklus (3,3 kW). Sie erlaubt zusammen mit dem 30 kW-Elektromotor eine Dauergeschwindigkeit von 60 km/h, beschleunigt den Prototyp in 8,0 Sekunden von 0 auf 50 km/h und garantiert eine Reichweite von 100 Kilometern (mit Batterieladung 140 km). Im Gegensatz zum Seicento Elettra benötigt der neue Prototyp nur eine kurze Zeit zum Aufladen der Batterien (etwa zehn Minuten statt vier bis acht Stunden). Vorteile, die durch den Wirkungsgrad des Wasserstoffantriebs – 35 Prozent statt maximal 24 Prozent bei modernen Verbrennungsmotoren – noch verstärkt werden.

Die Brennstoffzelle erlaubt – analog zur Batterie – die direkte Umwandlung chemischer Energie in elektrische Energie. Sie entlädt sich aber nicht und kann auch nicht aufgeladen werden, sondern arbeitet kontinuierlich, solange an der Anode Brennstoff (Wasserstoff) und an der Kathode Oxidationsmittel (Sauerstoff) zugeführt wird.
Der Fiat Seicento Elettra H2 fuel cell arbeitet mit einer Niedertemperaturbrennstoffzelle ("Stack"). Sie wird mit Wasserstoff, der unter einem Druck von 1,5 bar steht, und aus der Luft gewonnenem Sauerstoff von 1,3 bar versorgt, erzeugt Strom mit einer Spannung von 48 Volt und leistet maximal 7 kW. Ein Wandler erhöht die Spannung auf die vom Elektromotor für Antriebsleistungen von maximal 30 kW benötigten 216 Volt.

Das gekühlte Stack besteht aus mehreren in Reihe geschalteten Zellen und arbeitet nach der PEM-Technik (Proton Exchange Membrane). Dabei lässt eine dünne Membran (PEM) nur Protonen (positiv geladene Wasserstoff-Ionen) passieren. Die Elektronen der Wasserstoff-Atome werden beim Durchgang abgelöst und bleiben zurück, während die Wasserstoff-Ionen mit den Sauerstoffteilchen auf der anderen Seite reagieren. Durch den Elektronenüberschuss auf der Wasserstoff-Seite und Elektronenmangel auf der Sauerstoff-Seite des Elektrolyts bilden sich Plus- und Minuspol (Kathode/Anode), an denen die elektrische Energie entnommen werden kann. Als Abfallprodukt entsteht an der Anode lediglich Wasser.
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