Hier ist (fast) alles geheim

Leoni ist 27 Jahre alt. Sie arbeitet bei Mercedes-Benz (ehemals Daimler) in der „Verfahrensentwicklung Brennstoffzelle“ und ist eine absolute Expertin auf diesem Gebiet. Ihre Aufgabe: die Entwicklung von Fertigungsverfahren für die Brennstoffzellenherstellung aus ganz empfindlichen Einzelfolien, die so dünn wie die Hälfte eines menschlichen Haares sind.

Wir treffen uns in Nabern in der Nähe von Stuttgart – hier forscht Daimler rund um die Brennstoffzelle. Vieles ist ganz geheim – wir müssen sogar die Kameras unserer Handys zukleben. Denn hier wird geforscht, getüftelt und gebaut. Aufregend!

Brennstoffzelle
Vollbeladen: Das erste Brennstoffzellenauto von Mercedes-Benz.

In einem Ausstellungsraum zeigt mir Leoni gemeinsam mit ihrem Kollegen Klaus Dobler, der hier für das Testen der Systeme zuständig ist, das erste Brennstoffzellenauto von Mercedes-Benz (ehemals Daimler) – ein kleiner Lieferwagen mit rund 800 Kilo schwerem Gepäck hinter dem Fahrersitz. Das ist der Brennstoffzellenantrieb samt Tank. Fast der ganze Innenraum des Autos ist beladen. Der Wagen konnte immerhin 110 Stundenkilometer fahren und hat damals gezeigt, dass die Technik ein Fahrzeug antreiben kann. Das Auto ist aus dem Jahr 1994 und seitdem hat sich einiges geändert. Mittlerweile kann die ganze Technik komplett im Motorraum verstaut werden und wiegt zusammen mit den Tanks auch nur noch rund ein Viertel von damals.

Brennstoffzelle
So geht das also – Leoni erklärt mir das Prinzip der Brennstoffzelle.

Brennstoffzelle = Wasserstoff + Sauerstoff

Aber was ist eigentlich eine Brennstoffzelle? Und warum ist sie so interessant für die Autobauer? „Das Brennstoffzellenauto fährt nur mit Wasserstoff. Den Sauerstoff holt es sich aus der Luft. Hinten, aus dem Auspuff, kommt ganz sauberes Wasser heraus, das du sogar trinken könntest“, erzählt mir Leoni begeistert. Ein Auto, das mit Wasserstoff angetrieben wird? Schwer vorstellbar, oder?

Leoni ist begeistert von der Idee: „Das Tolle an dieser Technologie ist, dass sie die Umwelt komplett schont, denn Wasserstoff kann man aus Wind- und Sonnenenergie herstellen. Wenn wir es schaffen, diese Autos auf die Straße zu bringen, dann haben wir das Problem gelöst. Dann haben wir ganz saubere Autos, die keine Schadstoffe in die Luft pusten.“

Brennstoffzelle
Der Zeitstrahl zeigt, wie sich die Brennstoffzellenautos entwickelt haben.

Die Idee ist längst Wirklichkeit: Schon einige Busse und einzelne Autos fahren mit Wasserstoff durch die Stadt. Im Herbst 2017 wird Mercedes-Benz (ehemals Daimler) das erste Serien-Brennstoffzellenauto für die Straße vorstellen.

Wie funktioniert die Brennstoffzelle?

Aber wie funktioniert das System der Brennstoffzelle?

Eigentlich ist es nur eine chemische Reaktion, die elektrische Energie erzeugt. Die Brennstoffzelle besteht aus zwei Platten, die durch eine Membran, also eine Art Haut, getrennt sind. Der Sauerstoff, der aus der Luft kommt, wird auf der einen Seite zugeleitet, auf der anderen Seite kommt Wasserstoff dazu. Die positiven Teilchen der minikleinen Wasserstoffatome können die Seite dieser ganz dünnen Haut durchdringen, die negativ geladenen Teilchen schaffen das nicht und bleiben auf ihrer Seite. Atome wollen aber, dass die Ladung (negativ und positiv) ausgeglichen ist. Deshalb müssen sie einen Umweg über einen elektrischen Leiter, also so etwas wie einen Draht, nehmen, um auf die andere Seite zu gelangen. Durch diese chemische Reaktion entsteht Energie, also Strom für den Antrieb und Wasser. In einem Brennstoffzellenantrieb müssen rund 400 kleine Brennstoffzellen in Stapeln hintereinandergeschaltet werden, damit dem Auto genügend Leistung zur Verfügung steht.

Brennstoffzelle
Und so sehen die Tanks aus – ganz leicht und stabil aus Karbonfaser.

Rund 20 Wasserstofftankstellen in Deutschland

Und wie werden die Autos betankt? „Das ist gerade noch das Problem. Momentan gibt es nur 20 öffentlich zugängliche Tankstellen für Wasserstoff in Deutschland. Aber da wird sich noch einiges tun. Sobald die Autos da sind, kommen auch die Tankstellen“, ist Leoni überzeugt.

Brennstoffzelle
Leoni erzählt mir von ihrer Schulzeit und ihren Hobbies.

Und wie ist Leoni eigentlich dazu gekommen, Ingenieurin zu werden? „Ich habe mich in der Schule sehr für Technik interessiert – vor allem Physik. Wie funktionieren die Dinge, wie kann man das berechnen? Das fand ich immer cool. Aber auch das Kreative wie Kunst habe ich gerne gemacht.“ Für ihren Job benötigt sie beides: technisches Verständnis und Kreativität. „Wir müssen immer Probleme lösen. Das macht meinen Job so spannend“, erzählt sie mir. Nach ihrem dualen Maschinenbaustudium bei Mercedes-Benz hat sie ihren heutigen Traumjob gefunden und hat nebenher noch weiter studiert.

Und bei der ganzen Arbeit: Bleibt da noch Zeit für Hobbies? „Ich mache Poweryoga und spiele manchmal Tennis. Und ich gehe sehr gerne ins Kino oder treffe mich mit meinen Freundinnen“, erzählt Leoni. Da haben Leoni und ich doch einiges gemeinsam.

Brennstoffzelle
Und tschüss – was für ein cooler Tag!

Mir hat es total Spaß gemacht, und ich habe eine Menge gelernt. Und wer weiß, vielleicht ist mein erstes Auto ja tatsächlich ein Brennstoffzellenauto. Dann werde ich mich bestimmt an diesen Tag heute erinnern.

Deine Emma

 

Brennstoffzelle_Kinderreporterin-Emma_Genius_YAEZ_20170407
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Genius-Kinderreporterin Emma unterwegs: Sie trifft Mercedes-Benz Ingenieurin Leoni Pretzel, die an der Brennstoffzelle arbeitet
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Genius-Kinderreporterin Emma unterwegs: Sie trifft Mercedes-Benz Ingenieurin Leoni Pretzel, die an der Brennstoffzelle arbeitet
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Genius-Kinderreporterin Emma unterwegs: Sie trifft Mercedes-Benz Ingenieurin Leoni Pretzel, die an der Brennstoffzelle arbeitet
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Genius-Kinderreporterin Emma unterwegs: Sie trifft Mercedes-Benz Ingenieurin Leoni Pretzel, die an der Brennstoffzelle arbeitet
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Genius-Kinderreporterin Emma unterwegs: Sie trifft Mercedes-Benz Ingenieurin Leoni Pretzel, die an der Brennstoffzelle arbeitet
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Genius-Kinderreporterin Emma unterwegs: Sie trifft Mercedes-Benz Ingenieurin Leoni Pretzel, die an der Brennstoffzelle arbeitet
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Genius-Kinderreporterin Emma unterwegs: Sie trifft Mercedes-Benz Ingenieurin Leoni Pretzel, die an der Brennstoffzelle arbeitet

Hinweis: Die in diesem Text enthaltenen Informationen und Aussagen werden von unserem Team sorgfältig recherchiert und geprüft. Es ist jedoch wichtig zu betonen, dass dieser Text keinen wissenschaftlichen Anspruch erhebt. Die primäre Zielsetzung unserer Blogartikel besteht darin, junge Leserinnen und Leser für MINT-Themen zu begeistern und komplexe Inhalte in einer verständlichen Form zu vermitteln.

Stand: April 2017

Fotos: Daimler AG

Michael ist Verfahrensingenieur und ist Leiter des Kraftwerks. Er sorgt mit seiner rund 50-köpfigen Mannschaft dafür, dass der gesamte Produktionsbetrieb der Mercedes-Benz Group AG in Sindelfingen mit Wärme und Strom versorgt wird – und das rund um die Uhr, 365 Tage im Jahr. „Erdgas ist umweltschonender und außerdem können wir hier direkt die Pipeline anzapfen, das ist logistisch einfacher für uns,“ erklärt Michael den jungen Reportern.

Aber wie genau funktioniert eigentlich die Erzeugung von Wärme und Strom im Heizkraftwerk?

Alles beginnt mit der Gasturbine. Du kannst sie dir wegen ihrer Schaufelräder wie ein Flugzeugtriebwerk vorstellen. Im Herzstück der Anlage geht es hier ganz schön heiß her: Der Brennstoff Erdgas, ein natürlich entstandenes Gasgemisch, wird unter hohem Druck verbrannt. Dabei entstehen bis zu 1.400 Grad heiße Verbrennungsgase. Sie bewegen die Schaufeln der Turbine und Bewegungsenergie entsteht. Diese wandelt ein angeschlossener Generator dann in elektrischen Strom um.

Nach der Stromerzeugung werden die heißen Abgase aber nicht einfach ungenutzt in die Atmosphäre abgelassen. Auch sie erweisen sich als nützlich, denn sie erzeugen in einem nachgeschalteten Abhitzekessel aus Wasser heißen Dampf. An diesem Punkt kommt eine Dampfturbine ins Spiel – der eben entstandene Dampf treibt sie an. Und auch diese Turbine ist an einen Generator gekoppelt, der Strom erzeugt. Zusätzlich wird jedoch auch Wärme erzeugt, denn in einem Wärmetauscher erhitzt der heiße Wasserdampf Wasser für das Fernwärmenetz.

So versorgt das Kraftwerk nicht nur die komplette Produktionsstätte vor Ort, sondern auch einige Bürgerinnen und Bürger in Sindelfingen mit Wärme. Weil hier also gleichzeitig Kraft durch den Antrieb des Dampfes und Wärme durch seine Temperatur gewonnen werden, spricht man auch von der Kraft-Wärme-Kopplung (KWK).

Michael zeigt den beiden Genius-Kinderreportern jeden einzelnen Schritt der Wärme- und Stromerzeugung und führt sie durch das ganze Kraftwerk.

Erdöltank
Für den Notfall: Fällt das Erdgas aus, gibt es Erdöl aus diesen Tanks
Wärmewarte
In der Wärmewarte wird das Kraftwerk rund um die Uhr kontrolliert

„Die Wärmewarte finde ich total spannend. Wie man da bei 35 Bildschirmen und so vielen Knöpfen und Tasten den Überblick behält, ist mir ein Rätsel“, bemerkt Nick.

Gasturbine
In der Gasturbine wird das Erdgas unter hohem Druck verbrannt
Gasflamme
Besonders spannend: Emma und Nick können direkt die Gasflamme beobachten

„Im Kraftwerk ist es so warm wie in einem Tropenhaus – je höher wir laufen, desto wärmer wird es“, berichtet Nick.

Gasleitung
Michael zeigt den beiden Kindern die großen Gasleitungen für das Erdgas
Luftreinigung
Hier wird die Luft gereinigt und gefiltert – das macht ganz schön Wind

„Die Luftreinigungsanlage gefällt mir am besten. Ich habe noch nie so einen starken Wind gespürt“, erzählt Emma begeistert.

Aussicht
Toller Ausblick in 46 Meter Höhe auf das Mercedes-Benz-Werk und die Teststrecke

Zum Schluss des Besuchs wurde es noch mal richtig sportlich: Rund 250 Treppen ging es hinauf, 46 Meter in die Höhe zum höchsten Punkt des Kraftwerks. Emma und Nick genossen eine tolle Aussicht über das ganze Mercedes-Benz-Werk und konnten auch die Teststrecke von oben beobachten.

Und neben der ganzen Technik gab es sogar noch ein tierisches Abenteuer: An einem der drei Schornsteine des Kraftwerks hatte sich ein Falke sein Nest eingerichtet und brütet dort seine Eier aus. Gemeinsam mit dem Naturschutzbund hat Michael hier eine kleine Webcam installiert, so dass er – neben den Prozessen im Kraftwerk– auch immer wieder einen kleinen Blick auf die Falken werfen kann.

Manchmal liegen Technik und Natur doch ganz nah beieinander.

Büro
Michael hat die Falken auf seinem Computer genau im Blick
Büro
Michaels Büro im Kraftwerk: Ein spannender Tag geht zu Ende

Hinweis: Die in diesem Text enthaltenen Informationen und Aussagen werden von unserem Team sorgfältig recherchiert und geprüft. Es ist jedoch wichtig zu betonen, dass dieser Text keinen wissenschaftlichen Anspruch erhebt. Die primäre Zielsetzung unserer Blogartikel besteht darin, junge Leserinnen und Leser für MINT-Themen zu begeistern und komplexe Inhalte in einer verständlichen Form zu vermitteln.

Stand: April 2016

Fotos: Inge Langwieser

EmmaEmma ist elf Jahre und in der fünften Klasse eines Gymnasiums. Sie hat viele Hobbies: Klavier spielen, Fußball, Ballett, Singen, Malen und Erfinden. „Ich erfinde Formen, die toll aussehen und kreiere daraus Roboter“, erzählt Emma. In der Schule hat sie vor ein paar Wochen sogar schon mal einen echten Roboter programmiert, der dann durch einen Parcours gelaufen ist. Emma kann sich für technische Themen begeistern: „Dass Autos schon von ganz alleine fahren können, das kann man sich gar nicht vorstellen“, erzählt sie. Darüber möchte Emma künftig noch viel mehr erfahren und als Genius-Reporterin für dich berichten. Als Reporterin hat sie bereits Erfahrungen für die Schülerzeitung in ihrer Grundschule gesammelt.

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NickNick ist zehn Jahre und geht in die vierte Klasse einer Waldorfschule. Nick ist ein absoluter Technik-Fan und möchte später mal KFZ-Mechatroniker werden. Seine Hobbies: Radfahren, Klavier spielen und Lego bauen. Außerdem besucht Nick regelmäßig die Jugendtechnikschule. Hier hat er sogar schon einmal einen Computer auseinander gebaut. „Ich tüftel sehr gerne. Neulich habe ich mein ferngesteuertes Auto auseinander genommen. Ich möchte einfach wissen, wie Technik funktioniert“, erzählt Nick begeistert. Als Genius-Reporter möchte er seinen Wissensdurst stillen. Auch Nick hat schon erste Reportererfahrung: In seinem Stadtteil hat er vor einigen Monaten eine eigene Zeitung herausgegeben und viele Menschen in seiner Nachbarschaft interviewt.

Nick und Emma freuen sich schon auf ihre neue Aufgabe und darüber, künftig auch dich für die Welt der Technik zu begeistern.

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Bei diesen Reportagen haben Emma und Nick Spannendes für dich herausgefunden: