Airbus nimmt ersten Wasserstoff-Elektro-Antrieb in Betrieb

Das „Iron Pod“-Antriebssystem vereint ein 1,2 Megawatt starkes Wasserstoff-Brennstoffzellensystem, die Elektromotoren sowie die Komponenten zur Steuerung und Kühlung. Wie das Unternehmen jetzt mitteilt, wurde der „Iron Pod“ Ende 2023 zum ersten Mal erfolgreich auf dem Prüfstand gestartet. Die Einzelkomponenten wurden zuvor bereits separat getestet (das BZ-System im Juni, der 1 MW starke Antrieb im Oktober), aber Ende 2023 wurden alle Komponenten erstmals zusammen betrieben.

„Es war ein großer Moment für uns, denn die Architektur und Designprinzipien des Systems sind die gleichen, die wir im endgültigen Design sehen werden“, sagt Mathias Andriamisaina, Leiter Test und Demonstration beim ZEROe-Projekt. „Der gesamte Leistungskanal wurde mit 1,2 Megawatt betrieben, der Leistung, die wir auf unserem A380-Demonstrator testen wollen.“

Weitere Prüfstands-Tests 2024, erster Flugtest 2026

Die umfangreichen Tests des Brennstoffzellensystems fanden im E-Aircraft System House (EAS) in Ottobrunn bei München statt. Hier werden die Hauptkomponenten des Antriebssystems getestet, das die Propeller des A380-Demonstrators antreiben soll. Die Tests dieser ersten Version des „Iron Pod“ werden im Laufe des Jahres 2024 fortgesetzt.

„Durch diesen Prozess erfahren wir, welche Änderungen vorgenommen werden müssen, um die Technologie flugtauglich zu machen“, sagt Hauke Peer-Luedders, Leiter des Brennstoffzellenantriebssystems bei ZEROe. „Wir messen, wie das Antriebssystem als Ganzes funktioniert, indem wir die Leistung testen, die für verschiedene Flugphasen benötigt wird, etwa beim Start, bei dem wir die maximale Leistung erreichen, und beim Reiseflug, wenn wir über einen längeren Zeitraum weniger Leistung verbrauchen.“

Nach den weiteren Tests der Antriebskapsel im Laufe diesen Jahres wird laut Airbus der nächste Schritt für das ZEROe-Team darin bestehen, die Größe, Masse und Qualifikationen des Antriebssystems zu optimieren, um die Flugspezifikationen zu erfüllen. Zu den sogenannten Qualifikationen zählen unter anderem die Reaktionen des Systems auf Vibration, Feuchtigkeit und Höhe. Sobald diese Optimierungen und Tests abgeschlossen sind, wird das Brennstoffzellen-Antriebssystem auf der multimodalen Flugtestplattform ZEROe installiert. Anschließend werden die Systeme am Boden getestet, bevor die entscheidende Phase der Flugerprobung im A380 beginnt, die derzeit für 2026 geplant ist. Dabei handelt es sich um den allerersten A380 mit der Kennung MSN001, den Airbus jemals gebaut hat.

Beim Kern des „Iron Pods“, der Brennstoffzelle, handelt es sich um eine Spezialentwicklung. Zwar gab es bereits zu Projektbeginn 2020 Brennstoffzellen auf dem Markt, wie Airbus in der Mitteilung festhält. Aber: Keine davon lieferte „die für den Antrieb eines Flugzeugs erforderliche Energie und blieb dabei bei einem akzeptablen Gewicht“. Daher wurde im Oktober 2020 gemeinsam mit ElringKlinger das Joint Venture Aerostack gegründet, um Wasserstoff-Brennstoffzellenstacks zu entwickeln, die den ZEROe-Anforderungen entsprechen.

Neues Entwicklungszentrum in Niedersachsen

Neben Ottobrunn wird künftig auch an einem anderen Standort in Deutschland an dem ZEROe-Projekt gearbeitet: Airbus hat im niedersächsischen Stade ein ZEROe Development Center (ZEDC) für Wasserstofftechnologien eröffnet. Das Zentrum wird seinen Fokus auf die Entwicklung kostengünstiger, leichter Wasserstoffsysteme wie kryogene Wasserstofftanks richten. Dabei sollen alle Bereiche von der Technologieentwicklung und Materialforschung über die Montage bis hin zur fertigungsbezogenen Prüfung der Verbundtanks für flüssigen Wasserstoff (LH2) abgedeckt werden, so Airbus.

„Die Einrichtung eines ZEDC für Verbundwerkstoffe in Deutschland stärkt unsere Forschungs- und Technologiepräsenz im Land und stellt sicher, dass wir von Anfang an führende Experten einbeziehen, um unser Dekarbonisierungsziel zu unterstützen“, sagt Sabine Klauke, Airbus Chief Technical Officer. „Darüber hinaus wird das ZEDC vom breiteren Verbundforschungs- und Entwicklungsökosystem wie der Airbus-Tochtergesellschaft Composite Technology Center (CTC GmbH), dem CFK NORD in Stade sowie von weiteren Synergien aus Raumfahrt- und maritimen Aktivitäten profitieren.“

Das ZEDC in Stade wird durch öffentliche Fördermittel (z. B. LuFo, Niedersächsische Fördermittel und andere) gefördert und soll zudem an das geplante Innovations- und Technologiezentrum Wasserstoff (ITZ) in Norddeutschland angebunden werden, um das Potenzial der Wasserstofftechnologie auszuschöpfen und zur Dekarbonisierung beizutragen der Luftfahrtindustrie. 

airbus.com (Iron Pod), airbus.com (ZEDC)