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WILLISAU: Er forscht an Autos der Zukunft

Michael Steffen (19) hat für seine Maturaarbeit ein Wasserstoffauto gebaut. Herumkurven kann er dieses per iPhone. Nun ist der Maturand zu einem nationalen Wettbewerb eingeladen.
Daniel Wagner
Maturand Michael Steffen aus Willisau mit seinem Modell eines Wasserstoffautos. (Bild: pd)

Maturand Michael Steffen aus Willisau mit seinem Modell eines Wasserstoffautos. (Bild: pd)

«Was nützt mir das in der Schule erworbene Wissen, wenn ich es dann nicht praktisch anwenden kann?» Von dieser Frage ausgehend, liess sich der Gymnasiast Michael Steffen aus Willisau im Rahmen seiner Maturaarbeit am Gymnasium Immensee zu Höchstleistungen anspornen und baute ein funktionstüchtiges Modell-Wasserstoffauto. Die Stiftung Schweizer Jugend forscht (SJf) zeigte sich beeindruckt und nominierte ihn für den nationalen Jungforscherwettbewerb vom 1. bis 3. Mai in Lausanne. Teilnehmen können weitere elf Luzerner.

«Das wird kein Spaziergang»

Der 19-Jährige war sich von Anfang an bewusst: «Diese interdisziplinäre Forschungsarbeit wird kein Spaziergang, zumal ich mich ohne grosse Vorkenntnisse von Grund auf mit den komplexen und faszinierenden Themenbereichen Energie, Elektronik, Informatik, Mechanik und Chemie auseinandersetzen musste.» Rund 450 Stunden setzte er während eines halben Jahres dafür ein.

Die nach wissenschaftlichen Grundsätzen verfasste Dokumentation ist mit zahlreichen Fachausdrücken, Formeln, Schaltplänen, Diagrammen gespickt, von denen der Normalverbraucher nur «Bahnhof» versteht. Der gewiefte und talentierte Jungforscher hilft dem Interessierten aber auf die Sprünge. Welche Funktion haben die Solarpanels auf dem Dach, zumal das Auto ja mit Wasserstoff angetrieben wird? «Ganz einfach: Die gewonnene Solarenergie dient dazu, aus dem Element Wasser den Wasserstoff direkt im Auto zu produzieren, welcher dann dem sogenannten Metallhydridspeicher zugeführt wird.» Diesen Speicher vergleicht Steffen mit dem herkömmlichen Tank des Benzin- oder Dieselmotors. Der Wasserstoff treibt die umweltfreundliche Brennstoffzelle und diese wiederum den Elektromotor an. Gut für die Umwelt deshalb, weil statt der schädlichen Abgase lediglich sauberes Wasser als «Abfallprodukt» anfällt.

Mit dem iPhone herumkurven

Steffen setzte die Messlatte sehr hoch an. So musste seine Karosserie leicht, stabil und trotzdem widerstandsfähig sein. «Im direkten Vergleich mit Aluminium hatte Carbon klar die Nase vorn. Das nur gerade 600 Gramm wiegende Gehäuse durfte ich bei der Ruag in Emmen bauen.» Ganz schön gefordert war der clevere Tüftler auch in Sachen Elektronik. Mittels ausgeklügelter Hightech richten sich beispielsweise die Solarzellen automatisch nach dem Stand der Sonne aus. Dank innovativer Programmierung kann Michael Steffen mit seinem iPhone nicht nur telefonieren, surfen oder gamen, sondern auch mit seinem Wasserstoffauto herumkurven.

Die Tankstelle im eigenen Haus

Der Gymnasiast hat seine Umsetzung auch selbstkritisch hinterfragt, im Bewusstsein, dass ihn gerade die hohen Hürden in Zukunft weiterbringen sollen. So war es mit der Wasserstoffspeicherung so eine Sache, wie er ausführt: «Ich konnte zwar den Wasserstoff herstellen, in meiner selbst gebauten Elektrolysezelle liess sich jedoch nicht genügend Druck aufbauen, um genug Kraftstoff im Metallhydridspeicher zu speichern, weshalb das Auto jeweils nur für einige Sekunden in Bewegung war.»

Trotzdem musste der Jugendliche nicht auf das Fahrerlebnis verzichten. «Dank externer Treibstoffzufuhr konnte ich das komplexe Zusammenspiel von Elektronik und Mechanik auf Herz und Nieren testen.» Der in Umweltfragen engagierte junge Mann zeigt sich überzeugt: «Ist die Technik einmal ausgereift, wird früher oder später das emissionsarme Wasserstoffauto die individuelle Mobilität prägen.» Statt der Wasserstoffherstellung im Auto gibt der Tüftler der stationären Wasserstoffproduktion mittels Solarzellen zum Beispiel auf dem eigenen Haus eine Zukunft. «So hätten die Automobilisten ihre eigene Tankstelle zu Hause und wären dann in Sachen mobiler Energieversorgung weitgehend autonom.»

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