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Im Brennstoffzellen‑Betrieb benötigt der A7 Sportback h-tron quattro nur rund ein Kilogramm Wasserstoff auf 100 Kilometer Fahrstrecke – der Energieinhalt entspricht dem von 3,7 Liter Benzin. Das Tankvolumen macht eine Reichweite von mehr als 500 Kilometern möglich.

Ein Betankungsvorgang dauert – wie bei einem Auto mit Verbrennungsmotor – nur rund drei Minuten. Zusätzliche Reichweite von bis zu 50 Kilometern ermöglicht eine 8,8 Kilowattstunden fassende Batterie, die sich über Rekuperation, alternativ auch an der Steckdose aufladen lässt. Als Plug‑in‑Hybrid verschafft sich der A7 Sportback h‑tron quattro damit künftig eine wichtige Reichweiten-Reserve.

Der Audi A7 Sportback h-tron quattro
In 7,9 Sekunden spurtet er von 0 auf 100 km/h und erreicht 180 km/h Spitze. Er legt mit einer Tankfüllung mehr als 500 Kilometer zurück – und aus dem Auspuff kommen nur ein paar Tropfen Wasser: Der A7 Sportback h‑tron quattro, den Audi auf der Los Angeles Auto Show 2014 vorstellt, nutzt einen starken, sportlichen Elektroantrieb mit einer Brennstoffzelle als Energielieferanten, der mit einer Hybridbatterie und einem zusätzlichen Elektromotor im Heck kombiniert ist. Übertragen wird die elektrische Gesamtsystemleistung von 170 kW sowohl an die Vorder- als auch an die Hinterräder. Diese Antriebsauslegung macht den emissionsfreien Audi A7 Sportback* zum echten quattro – ein Novum bei Brennstoffzellenautos.

„Der A7 Sportback h‑tron quattro ist ein echter Audi – sportlich und effizient zugleich. Als e‑quattro konzipiert, treibt er mit zwei Elektromotoren alle vier Räder an“, erklärt Prof. Dr. Ulrich Hackenberg, Audi‑Vorstand für Technische Entwicklung. „Mit dem Concept Car h‑tron zeigen wir, dass wir die Brennstoffzellentechnologie beherrschen. Sobald Markt und Infrastruktur es rechtfertigen, können wir in den Serienprozess einsteigen.“

Das „h“ im Namenskürzel h‑tron steht dabei für das Element Wasserstoff. Optisch entsprechen die Technologieträger, die Audi zur Los Angeles Auto Show mitgebracht hat, den Serienmodellen. Wie die Beklebung mit dem Signet h‑tron zeigt, reiht sich dieses Concept Car in die alternativ angetriebenen Audi‑Modelle e‑tron und g‑tron ein. Im Exterieur weist kein zusätzliches Merkmal auf die Brennstoffzelle hin, die den Strom onboard aus Wasserstoff erzeugt.

Die Brennstoffzelle
Die entscheidenden Unterschiede finden sich unter der Motorhaube des A7 Sportback: Die Brennstoffzelle im Audi‑Technologieträger ist wie beim konventionellen A7 Sportback mit Verbrennungsmotor im Vorderwagen montiert. Da die Abgasanlage ausschließlich Wasserdampf leitet, besteht sie aus gewichtssparendem Kunststoff.

Die Brennstoffzelle selbst besteht aus mehr als 300 Zellen, die gemeinsam einen Stapel ("Stack") bilden. Kern einer jeden Einzelzelle ist eine Membran aus einem Polymer-Kunststoff. An beiden Seiten der Membran befindet sich ein Platin‑basierter Katalysator.

Die Funktionsweise der Brennstoffzelle: An der Anode wird Wasserstoff zugeführt, der in Protonen und Elektronen zerlegt wird. Die Protonen wandern durch die Membran zur Kathode, wo sie mit dem Sauerstoff aus der Luft zu Wasserdampf reagieren. Die Elektronen wiederum liefern außerhalb des Stacks den elektrischen Strom – je nach Lastpunkt beträgt die Einzelzellenspannung 0,6 bis 0,8 Volt.

Die gesamte Brennstoffzelle arbeitet im Spannungsbereich von 230 bis 360 Volt. Zu den wichtigsten Nebenaggregaten zählen
•ein Turboverdichter, der die Luft in die Zellen presst,
•das sogenannte Rezirkulationsgebläse – es führt unverbrauchten Wasserstoff zurück zur Anode und steigert damit die Effizienz
•sowie eine Kühlmittelpumpe.

Diese Komponenten haben einen elektrischen Antrieb auf Hochvolt-Basis, und werden aus der Brennstoffzelle versorgt.

Zur notwendigen Kühlung der Brennstoffzelle dient ein eigener Kühlkreislauf.