Radeln mit dem großen H

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Institutsleiter Dr. Andreas Zielonka (links) und Dr. Andreas Richter vor dem Röntgendiffraktometer, in dem Materialien für Wasserstofftanks untersucht werden.
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Gmünder Forschungsinstitut möchte bis 2022 ein Wasserstofffahrrad entwickeln. Treibstoff mit großem Potenzial.

Schwäbisch Gmünd

Fährt im Sommer 2022 das erste Fahrrad durch Gmünd, dessen Fahrer beim Treten durch Wasserstoff unterstützt wird? Alles deutet darauf hin und die Lorbeeren wären dann dem altehrwürdigen Gmünder Forschungsinstitut für Edelmetalle und Metallchemie, kurz fem, anzurechnen. Die Forschungsstätte befasst sich schon seit Längerem nicht mehr nur mit (Edel-)Metallen, sondern auch mit alternativen Antriebstechnologien. Ganz großes Potenzial räumt Institutsleiter Dr. Andreas Zielonka dabei dem Wasserstoff ein.

Das Institut forscht daran, wie Wasserstoff gewonnen, zu Energie umgewandelt und gespeichert werden kann.

So testet Dr. Andreas Richter bis hinab auf die atomare Ebene, wie sich verschiedene Stähle verändern, wenn sie zu Wasserstofftanks geformt werden. Schließlich – viele Leser werden sich an ihren Chemie-Unterricht erinnern – ist Wasserstoff das kleinste Atom auf der Periodentafel. Deshalb, erläutert Richter, kann das mit dem Buchstaben H bezeichnete Element sehr leicht andere Stoffe durchdringen und schädigen. Richter untersucht, ob und wie H die Materialien von Tanks angreift. Dabei misst er den Atomabstand und betrachtet selbst die Spannung, die die Metalle bei der Verformung bekommen. Es ist nicht die einzige Hochtechnologieanlage im Keller des Gebäudes an der Katharinenstraße: Im Elektronenmikroskop werden Materialien bis in den Nanometer-Bereich – ein Nanometer entspricht 0,000001 Millimeter – angeschaut. In absolut sauerstoff- und feuchtefreien Arbeitsbereichen werden Brennstoffzellen zusammengesetzt. "Wir sind auf dem Weg, Kompetenz aufzubauen", beschreibt Dr. Zielonka.

Wasserstoff-Forschung im Metall-Institut? Der Wasserstoff gehöre zur Elektrochemie und damit schon lange zum Arbeitsgebiet des fem, erklärt Andreas Zielonka. Seit ungefähr 15 Jahren beschäftigen sich die Experten des Instituts auch mit der Brennstoffzelle. "Wir wollen beitragen zur Energiewende", sagt der Leiter der in der Fachwelt global bekannten Einrichtung. Im Institut entstand unter anderem die Idee einer Mikro-Brennstoffzelle.

Das Klobige des E-Bikes überwinden.

Dr. Andreas Zielonka, Leiter des fem

Nicht umsonst bekam das fem vor wenigen Tagen erst Besuch von Stefan Kaufmann, dem Beauftragten der Bundesregierung für grünen Wasserstoff. Das Institut ist auch Mitglied der "Forschungs- und Transferallianz Wasserstoff", die gerade mittelständischen Unternehmen Wege zur staatlichen Förderung aufzeigen kann.

Andreas Zielonka ist überzeugt, dass Wasserstoff eine sehr große Rolle bei der Energiewende spielen wird – längst nicht nur im Schwerverkehr. Ein Modellprojekt, um dies zu beweisen, ist das Wasserstofffahrrad. Das Projekt wird gefördert vom Bundeswirtschaftsministerium und unterstützt vom früheren Radsportprofi und Weltmeister Mike Kluge. Andreas Zielonka kann schon ziemlich genau beschreiben, was in dem Projekt entstehen soll: ein Fahrrad, bei dem Strom aus einer Brennstoffzelle den Fahrer bei Bedarf unterstützt. Die Zelle werde ins Unterrohr eingebaut, der Wasserstoff-Tank soll ins Oberrohr und dort bei Bedarf ausgetauscht werden können. Wichtig seien die Optik des Rads und ein geringes Gewicht: ein Rad, mit dem "wir das Klobige des E-Bikes überwinden".

Das Forschungsprojekt endet Mitte 2022, dann soll der Prototyp dieses Rads fertig sein. Es wäre – wie passend – das Jahr, in dem das Forschungsinstitut für Edelmetalle und Metallchemie sein 100-jähriges Bestehen feiern kann.

Wasserstoff als Gefahr am Herzen

Wasserstoff ist das häufigste chemische Element im Universum. Eine Rolle spielt es selbst bei der Herz- und Gefäßmedizin, sagt fem-Leiter Andreas Zielonka, Ein Stent wird implantiert, um in der Regel Blutgefäße zu stützen. Bei der Herstellung könne der Stent jedoch mit Wasserstoff in Kontakt kommen. Und der könnte den Stent verspröden, also brüchig werden lassen. Diese Gefahr und mögliche Gegenmaßnahmen werden im fem untersucht.

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