Das hybridelektrische Fliegen effizienter, sicherer und damit kommerziell nutzbar machen: So lautet das Ziel des Forschungsverbunds EnaBle, der vom Bundesministerium für Wirtschaft und Energie mit insgesamt 8 Millionen Euro gefördert wird.
Brennstoffzellen und Batteriesysteme sollen durch die Weiterentwicklung und Optimierung eines hochinnovatioven Hybridantiebssystems für den Flugverkehr vereint werden. Herzstück ist ein elektrisches 250 kW Antriebsstrangmodul, bei dem Druckluft-gespeiste Brennstoffzellen zum Einsatz kommen. Beteiligt an dem Projekt, das von Diehl Aerospace geführt wird, ist auch die Universität Ulm.
Um zu erreichen, dass der Flugverkehr in Zukunft leiser und sauberer wird, braucht es eine hochinnovative Lösung für umweltfreundliche Flugantriebe. Hybridsysteme sind besonders vielversprechend. Sie erreichen nicht nur deutlich höhere Reichweiten als reine E-Flieger, sondern bieten auch das technologische Potential für ein Upscaling hin zu größeren Leistungsklassen. Um den Weg bis zur industriellen Herstellung und gewerblichen Verwertung dieser anspruchsvollen Technologie zu beschleunigen, fördert das Bundesministerium für Wirtschaft und Energie (BMWi) den Forschungsverbund EnaBle mit 8 Millionen Euro. Beteiligt an dem Konsortium sind die Firmen Diehl Aerospace und MTU Aero Engines, zwei führende Industrieunternehmen aus dem Luftfahrtbereich, sowie das Deutsche Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR), die DLR-Ausgründung H2Fly und die Universität Ulm.
„Die Brennstoffzelle produziert Strom aus Wasserstoff und stellt damit die energetische Grundlage des Propellerantriebes sicher. Lithium-Ionen-Batterien liefern während des Starts oder Steigfluges zusätzliche Leistung, die benötigt wird, um die Reiseflughöhe zu erreichen“, sagt Dr. Caroline Willich, Wissenschaftlerin vom Institut für Energiewandlung und -speicherung der Universität Ulm. Die Ingenieurin leitet gemeinsam mit ihrer Institutskollegin Dr. Christiane Bauer die Ulmer Teilprojekte. An der Uni Ulm soll unter anderem das Luftversorgungsmodul für die Brennstoffzellen entwickelt werden. „Die Brennstoffzellen, die hier zum Einsatz kommen, werden mit Druckluft betrieben. Die Druck-Aufladung macht die Brennstoffzellen effizienter und ermöglicht höhere Leistungen. Dies ist besonders in Flugzeugen von großem Interesse, denn diese bewegen sich in großer Höhe und damit im Unterdruckbereich“, erläutert Willich.
In der Ulmer Verantwortung liegt auch die Entwicklung und Optimierung des Leistungsmanagementsystems. Dieses muss präzise, schnell und ausfallsicher dafür sorgen, dass die Batterie bei hohem Leistungsbedarf zusätzliche Energie für den Antrieb zur Verfügung stellt und während des Fluges wieder geladen werden kann. Das Leistungsmanagementsystem soll dabei in der Lage sein, auf die Anforderungen unterschiedlicher Flugprofile präzise und anwendungsnah zu reagieren. Ein ganz besonderes Alleinstellungsmerkmal am Brennstoffzellen-Forschungsstandort Ulm ist ein Teststand, der in eine klimatisierte Unterdruckkammer integriert ist. So können ganze Antriebsstrangsysteme unter realistischen, flugrelevanten Bedingungen charakterisiert und getestet werden.