Fu Yu, der seit mehr als 20 Jahren auf dem Gebiet der Wasserstoff-Brennstoffzellenfahrzeuge arbeitet, hat in letzter Zeit das Gefühl, dass harte Arbeit ein süßes Leben ist.

„Einerseits werden Brennstoffzellenfahrzeuge vier Jahre lang erprobt und gefördert, und die industrielle Entwicklung wird eine Art ‚Fensterphase‘ einleiten. Andererseits wurde Wasserstoffenergie im im April veröffentlichten Entwurf des Energiegesetzes erstmals in das Energiesystem unseres Landes aufgenommen, und zuvor wurde Wasserstoffenergie als ‚gefährliche Chemikalien‘ eingestuft“, sagte er aufgeregt in einem kürzlich geführten Telefoninterview mit einem Reporter der China News Agency.

Fu Yu war in den vergangenen 20 Jahren in der Forschung und Entwicklung am Dalian Institute of Chemical Physics der Chinesischen Akademie der Wissenschaften sowie am Nationalen Forschungszentrum für neue Energiequellen wie Brennstoffzellen und Wasserstofftechnologien tätig. Er studierte bei Yi Baolian, einem Brennstoffzellenexperten und Mitglied der Chinesischen Akademie der Ingenieurwissenschaften. Später arbeitete er für ein renommiertes Unternehmen mit Teams in Nordamerika, Europa, Japan und Südkorea zusammen, um „die Lücken zu den internationalen Spitzenreitern zu erkennen und gleichzeitig unsere Fähigkeiten auszuloten“. Ende 2018 beschloss er, gemeinsam mit gleichgesinnten Partnern das Wissenschafts- und Technologieunternehmen Ji’an Hydrogen Energy zu gründen.

Neue Energiefahrzeuge lassen sich im Wesentlichen in zwei Kategorien unterteilen: Lithium-Ionen-Fahrzeuge und Wasserstoff-Brennstoffzellenfahrzeuge. Erstere sind bereits weit verbreitet, doch Probleme wie geringe Reichweite, lange Ladezeiten, geringe Batteriekapazität und mangelnde Umweltverträglichkeit sind in der Praxis noch nicht ausreichend gelöst.

Fu Yu und andere sind der festen Überzeugung, dass das Wasserstoff-Brennstoffzellenfahrzeug mit dem gleichen Umweltschutz die Mängel des Lithium-Batteriefahrzeugs ausgleichen kann und somit die „ultimative Lösung“ für die Automobilenergie darstellt.

„Im Allgemeinen dauert das Aufladen eines reinen Elektrofahrzeugs mehr als eine halbe Stunde, das eines Wasserstoff-Brennstoffzellenfahrzeugs hingegen nur drei bis fünf Minuten.“ Er nannte ein Beispiel. Die Industrialisierung von Wasserstoff-Brennstoffzellenfahrzeugen hinkt jedoch der von Lithium-Batteriefahrzeugen weit hinterher, da die Entwicklung von Wasserstoff-Brennstoffzellenfahrzeugen durch die Batterien – genauer gesagt durch die Batteriestapel – begrenzt wird.

„Der elektrische Reaktor ist der Ort, an dem die elektrochemische Reaktion stattfindet und die Kernkomponente des Brennstoffzellensystems darstellt. Sein Wesen entspricht dem des Motors und kann als das Herzstück des Fahrzeugs bezeichnet werden“, erklärte Fu Yu. Aufgrund der hohen technischen Hürden verfügen weltweit nur wenige große Fahrzeughersteller und Innovationsteams relevanter Forschungsinstitute über die nötige Expertise in der Entwicklung und Konstruktion von elektrischen Reaktoren. Die Lieferkette der heimischen Wasserstoff-Brennstoffzellenindustrie ist relativ dünn besetzt und weist einen geringen Lokalisierungsgrad auf, insbesondere bei der Bipolarplatte, einem wichtigen Bauteil, das die größte Herausforderung in der Fertigung und Anwendung darstellt.

Berichten zufolge werden weltweit hauptsächlich Bipolarplatten aus Graphit und Metall eingesetzt. Graphit zeichnet sich durch hohe Korrosionsbeständigkeit, gute Leitfähigkeit und Wärmeleitfähigkeit aus und dominierte in der Anfangsphase der Industrialisierung den Markt. Allerdings weist es auch Nachteile auf, wie beispielsweise geringe Luftdichtheit, hohe Materialkosten und komplexe Verarbeitungstechniken. Bipolarplatten aus Metall hingegen bieten Vorteile wie geringes Gewicht, kompakte Bauweise, hohe Festigkeit, niedrige Kosten und weniger Arbeitsschritte und sind daher bei in- und ausländischen Automobilherstellern sehr gefragt.

Aus diesem Grund forschte Fu Yu mit seinem Team jahrelang und brachte Anfang Mai schließlich die erste Generation von Brennstoffzellen-Bipolarplattenstapeln auf den Markt, die eigenständig entwickelt wurden. Das Produkt nutzt die Beschichtungstechnologie der vierten Generation mit ultrahochkorrosionsbeständigen und leitfähigen Nichtedelmetallen von Changzhou Yimai, einem strategischen Partner, sowie die hochpräzise Faserlaser-Schweißtechnologie von Shenzhen Zhongwei, um das seit Jahren in der Branche bestehende Problem der Langlebigkeit zu lösen. Laut Testergebnissen erreicht ein einzelner Reaktor eine Leistung von 70–120 kW, was derzeit marktführend ist; die spezifische Leistungsdichte entspricht der von Toyota, einem renommierten Automobilhersteller.

Das Testprodukt infizierte sich in einer kritischen Phase mit dem neuartigen Coronavirus, was Fu Yu große Sorgen bereitete. „Die drei ursprünglich vorgesehenen Tester waren isoliert und konnten die anderen Mitarbeiter der Forschungs- und Entwicklungsabteilung nur täglich per Videoanruf in die Bedienung des Testsystems einweisen. Es war eine schwierige Zeit.“ Er fügte hinzu, dass die Testergebnisse erfreulicherweise besser als erwartet ausfielen und die Begeisterung aller Beteiligten sehr groß sei.

Fu Yu gab bekannt, dass sie noch in diesem Jahr eine verbesserte Version des Reaktorprodukts auf den Markt bringen wollen, deren Einzelreaktorleistung auf über 130 Kilowatt steigen soll. Nach Erreichen des Ziels, den „besten Leistungsreaktor Chinas“ zu entwickeln, wollen sie weltweit führend sein. Dazu gehören eine Steigerung der Einzelreaktorleistung auf über 160 Kilowatt, eine weitere Kostensenkung, die Integration herausragender chinesischer Technologie und die Förderung heimischer Wasserstoff-Brennstoffzellenfahrzeuge.

Laut Angaben des chinesischen Automobilverbandes (CAIA) wurden 2019 in China 2833 Brennstoffzellenfahrzeuge produziert und 2737 verkauft, was einem Anstieg von 85,5 % bzw. 79,2 % gegenüber dem Vorjahr entspricht. In China sind bereits über 6000 Wasserstoff-Brennstoffzellenfahrzeuge zugelassen, und das im technischen Fahrplan für Energiespar- und neue Antriebstechnologien festgelegte Ziel von „5000 Brennstoffzellenfahrzeugen bis 2020“ wurde erreicht.

Derzeit werden Wasserstoff-Brennstoffzellenfahrzeuge in China hauptsächlich in Bussen, schweren Lkw, Spezialfahrzeugen und anderen Bereichen eingesetzt. Fu Yu ist überzeugt, dass aufgrund der hohen Anforderungen im Logistik- und Transportwesen an Reichweite und Ladekapazität die Nachteile von Lithium-Batteriefahrzeugen verstärkt zum Tragen kommen werden und Wasserstoff-Brennstoffzellenfahrzeuge diesen Markt erobern werden. Mit zunehmender Marktreife und Verbreitung von Brennstoffzellenprodukten werden sie zukünftig auch in Pkw breite Anwendung finden.

Fu Yu merkte zudem an, dass der jüngste Entwurf der chinesischen Strategie zur Demonstration und Förderung von Brennstoffzellenfahrzeugen klarstellt, dass die chinesische Brennstoffzellenfahrzeugindustrie eine nachhaltige, gesunde, wissenschaftliche und geordnete Entwicklung anstreben solle. Dies motiviere ihn und sein Gründerteam zusätzlich und gebe ihnen Zuversicht.