Potenzialbewertung eines mit Wasserstoff betriebenen Brennstoffzellen-Antriebssystems für verschiedene Flugzeugklassen

Abstract

In dieser Arbeit wird das Potenzial von Brennstoffzellen-Antriebssystemen in der Luftfahrt mit Nutzung von Wasserstoff als Energieträger analysiert. Dazu werden zunächst die nach aktuellem Stand der Technik optimale Brennstoffzellentechnologie, ein entsprechendes Kühlsystem und potenziell geeignete Wasserstoffspeicher identifiziert. Diese Komponenten werden modelliert und anschließend in ein Modell eines gesamten Antriebsstrangs integriert. Mittels einer Parameterstudie wird das Verhalten von Wirkungsgraden, Massen und Volumina in Abhängigkeit verschiedener Auslegungsparameter analysiert und daraus optimierte Parameter abgeleitet. Abschließend werden vier Szenarien mit verschiedenen Schubklassen und Reichweiten definiert und jeweils ein entsprechendes Antriebssystem mit den Erkenntnissen der Parameterstudie modelliert. Diese Szenarien werden sowohl für einen aktuellen Stand der Technik als auch für einen Stand der Technik bei Entry Into Service in 2040 analysiert und mit Referenzflugzeugen der jeweiligen Szenarien verglichen. Aus den Ergebnissen der Szenarioanalyse wird das Potenzial für eine Umsetzung eines Brennstoffzellen-Antriebs in den jeweiligen Schubklassen und Reichweiten abgeleitet.