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200 Jahre Wasserstoff-Fahrzeuge

Schon im Jahr 1807 hat François Isaac de Rivaz (1752 bis 1828) das erste Wasserstoff-Fahrzeug gebaut – lange bevor der Diesel- oder Benzinantrieb erfunden wurde. Aufgrund der aktuellen Klimadiskussion wird der Energieträger Wasserstoff als Treibstoffalternative wiederentdeckt.

Isaac de Rivaz wurde am 19. Dezember 1752 in Paris geboren. Viel ist über sein Leben nicht überliefert. Er diente als Offizier in der französischen Armee und lebte nach seiner Versetzung in den Ruhestand in der Schweiz, wo er sich einbürgern liess und die Staatsangehörigkeit annahm.

In der zweiten Hälfte des 18. Jahrhunderts beschäftigte er sich mit Fahrzeugen, die durch eine Dampfmaschine angetrieben werden. 1806 baute Rivaz einen Verbrennungsmotor, für den ihm am 30. Januar 1807 das Pariser Patent Nr. 731 erteilt wurde. Damit erhielt er die Berechtigung, an Stelle des Dampfes, explosionsartige Verbrennungen als Triebkräfte für seine Maschinen zu benutzen.

Der Motor funktionierte mit einem zündfähigen Gemisch aus Steinkohlengas, Wasserstoff und Luft. Es wurde im Zylinder durch einen Funken elektrisch gezündet und trieb durch die Verbrennung einen schweren Kolben in die Höhe. Auf diesem war eine Zahnstange befestigt, deren Zähne beim Herabfallen des Kolbens in ein Zahnrad griffen. Dieses Zahnrad trieb dann über einen Seilzug ein Räderpaar an. Durch die Kraft der Verbrennung wurde der Kolben hoch geschleudert, die Arbeit wurde durch das Gewicht des herabfallenden Kolbens und durch den auf den Kolben von oben wirkenden Luftdruck geleistet.

1813 experimentierte de Rivaz mit einem Wagen, der von diesem Motor angetrieben wurde. Nach heutigen Vorstellungen sah er eher wie eine Kutsche aus. Der Motor erzielte 25 Zündungen hintereinander, von denen jede einzeln von Hand ausgelöst werden musste. Tatsächlich gelang es Rivaz, mit dem Wagen einige hundert Meter zu fahren. Das ist aus heutiger Sicht eine lächerlich geringe Strecke, die man schneller und einfacher hätte zu Fuss zurücklegen können, aber es ist die erste Fahrt eines Treibstofffahrzeugs mit Verbrennungsmotor in der Geschichte der Technik.

Isaac de Rivaz

Die Geschichte des Wasserstoffs

Wasserstoff spielt – fast seit seiner Entdeckung – eine wichtige Rolle in den zeitgenössischen Zukunftsvisionen, insbesondere solchen zur Energiewirtschaft und zur Fortbewegung.

Der englische Chemiker und Physiker Henry Cavendish entdeckte im Jahre 1766 den Wasserstoff. Als Cavendish mit Metallen (Eisen, Zink und Zinn) und Säuren experimentierte, entstand ein Gas, welches leicht brennbar war und daher vom Chemiker als «inflammable air» bezeichnet wurde.

Schon im 17. Jahrhundert entdeckten Théodore Turquet de Mayerne (um 1620) und Robert Boyle (um 1670) das Knallgas – eine detonationsfähige Mischung aus gasförmigem Wasserstoff (H2) und Sauerstoff (O2).

Seinen Namen erhielt der Wasserstoff dann durch den französischen Chemiker Antoine Laurent de Lavoisier, der das Gas im Jahr 1787 unabhängig von Cavendish entdeckte. Lavoisier führte auch als Erster die bekannte «Knallgasprobe» durch. Als er in weiteren Experimenten zeigte, dass sich aus dem Gas umgekehrt Wasser erzeugen lässt, taufte er es hydro-gène (griechisch: hydro = Wasser; genes = erzeugend). Das Wort bedeutet demnach: «Wassererzeuger». Die deutsche Bezeichnung lässt auf die gleiche Begriffsherkunft schliessen.

Antoine Laurent de Lavoisier


Bereits 1874 sah der französische Science-Fiction-Autor Jules Verne (1828 –1905) in seinem Roman «L’Île mystérieuse» (Die geheimnisvolle Insel) in Wasserstoff und Sauerstoff die Energieträger der Zukunft. Wasserstoff sollte durch Zerlegung (Elektrolyse) von Wasser gewonnen werden und die Kohle, den damals in der Energieversorgung noch dominierenden Energieträger, ablösen. In den 1960er Jahren beflügelte der erfolgreiche Einsatz von Wasserstoff als Raketentreibstoff sowie von Brennstoffzellen zum Betrieb von Hilfsaggregaten im Weltraum – insbesondere im Rahmen des US-amerikanischen Saturn-Apollo-Raumfahrtprogramms – die Wasserstoff-Phantasien weiter. Ebenfalls in den 1960er Jahren wurden die ersten Pkw als Prototypen mit Brennstoffzellen ausgerüstet.

In den 1970er Jahren wurde unter dem Eindruck knapper und teurer werdender fossiler Ressourcen das Konzept einer (solaren) Wasserstoffwirtschaft mit H2 als zentralen Energieträger entwickelt. Seit den 1990er Jahren machten Wasserstoff und Brennstoffzellen im Mobilitätsbereich technisch grosse Fortschritte. Nach der Jahrhundertwende wurden – nicht zuletzt vor dem Hintergrund erneuter globaler Rohstoffverknappungen sowie immer drängenderer Nachhaltigkeitsfragen – die Potenziale einer Wasserstoffwirtschaft noch stärker betont. In der jüngeren Vergangenheit geht es zunehmend um die Rolle von Wasserstoff in einer nationalen und globalen Energiewende. Dabei wird der Mehrwert von Wasserstoff (aus Elektrolyse) in einer zunehmend elektrifizierten Energiewelt durchaus auch kritisch diskutiert. Gleichwohl wird für Wasserstoff – insbesondere als sauberer und transportabler Energiespeicher – eine wichtige Rolle in einer strombasierten Energiezukunft gesehen.