Neue Brennstoffzellen für U-Boote: Hightech-Antrieb der vierten Generation

Ingenieurskunst | Innovationen | Brennstoffzellen gelten als große Hoffnung, wenn es um effiziente Antriebs-Technologien für die Zukunft geht. Dabei ist die Idee dahinter schon rund 180 Jahre alt – wird heute aber vor allem in modernen U-Booten eingesetzt. Um die Tauchboote künftig günstiger, leistungsfähiger und effizienter zu machen, arbeiten die Marine-Spezialisten von thyssenkrupp aktuell an der vierten Generation der Brennstoffzelle. Die soll schon ab dem nächsten Jahr serienmäßig eingesetzt werden.

Schon seit Anfang des Jahrtausends wird an U-Booten mit Brennstoffzellen gefeilt. Zu Beginn jedoch eher im stillen Kämmerlein, denn die Nachfrage auf dem Markt war in den ersten Jahren eher verhalten. Dementsprechend entwickelte sich auch die Forschung unserer Marine-Experten. Das erfahren wir von einem der Hauptverantwortlichen des Projekts: „Damals gab es noch keinen Markt. Heute ist das anders. Und an diesem Markt wollen wir mit neuen Entwicklungen teilhaben.“ Da die Forschung in diesem Bereich starken Sicherheitsauflagen unterliegt, erwähnen wir die verantwortlichen Mitarbeiter in diesem Artikel nicht namentlich.

Neue Standards in der Weiterentwicklung und Effektivität

Im Gespräch mit dem Verantwortlichen aus dem Bereich Technik und Entwicklung wird klar, welche Chancen in der Weiterentwicklung der Brennstoffzelle stecken. Das zeigt auch die neue Generation. Denn die setzt laut des Experten neue Standards in der Weiterentwicklung und Effektivität: „Unsere neue Brennstoffzelle ist modular aufgebaut Wenn ein Fehler passiert, produziert die Anlage deshalb trotzdem weiter Energie. Sie ist außerdem wartungsfreundlicher – wenn etwas passieren sollte, kann die Besatzung sie direkt vor Ort und mit einfachen Mitteln reparieren.“

Früher groß und schwer, heute klein und leicht

Früher waren Brennstoffzellen extrem groß und schwer. Heutige Systeme sind kleiner und leichter. Die neue Brennstoffzelle ist außerdem günstiger, performancestärker und effizienter und ermöglicht es U-Booten unter anderem, länger unter Wasser zu bleiben. Und genau das ist eine der wichtigsten Anforderungen an ein modernes U-Boot.

Der Weg bis zum tatsächlichen Einsatz ist allerdings mit zahlreichen Testphasen gepflastert. Seit zwei Monaten wird das Gesamtsystem nun schon in Kiel getestet – mit bisher sehr guten Ergebnissen, so ein Experte aus dem Team: „Wir simulieren unter Realbedingungen – beispielsweise in Schräglagen und bei unterschiedlichen Belastungen und Anforderungen an Bord eines U-Bootes.“

Besondere Ansprüche an die Sicherheit unter Wasser

An den Einsatz Kilometer tief unter Wasser gelten natürlich ganz besondere Sicherheitsansprüche. Bei einem Brand oder etwa einer Explosion kann die Besatzung nicht einfach fliehen. Die Sicherheit an Bord muss also bis auf ein minimales Restrisiko garantiert werden – und wird damit zum zentralen Thema in der Entwicklung. „An Bord eines U-Boots herrscht eine geschlossene Atmosphäre“, erklärt der Experte. „Sicherheitstechnik ist da ganz entscheidend.“ Glücklicherweise zeigen die zahlreichen Tests vorab bisher durchweg positive Ergebnisse – ein großer Schritt auf dem Weg zum fertigen Produkt.

Die vierte Generation – bald serienmäßig

Das komplette Antriebssystem kommt komplett aus unserer Hand. Das erleichtert vor allem den After Sales Support, da wir schneller auf Anfragen reagieren können. Nicht nur für uns eine Erleichterung. Auch für den Kunden ein großer Vorteil, denn der muss sich nicht länger mit mehreren Unternehmen koordinieren. Das spart Kosten und erhöht die Verfügbarkeit des Antriebsystems.

Im Moment laufen die letzten Versuche. Ab 2020 soll die neue Brennstoffzelle dann für Kunden zur Verfügung stehen – und dann auch zur Basiskonfiguration für unsere Brennstoffzellen in U-Booten gehören.

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