Deutsche Universität entwickelt Wasserstoffmotor mit mehr als 60 % Wirkungsgrad — und ohne Emissionen

Forscher der Otto-von-Guericke-Universität Magdeburg haben einen Wasserstoffmotor entwickelt, der in einem geschlossenen Kreislauf arbeitet und damit mehr als 60 Prozent thermischen Wirkungsgrad erreicht — ganz ohne Emissionen an die Umgebung. Das Projekt wurde vom deutschen Bundesministerium für Wirtschaft und Energie gefördert und gemeinsam mit dem Forschungspartner WTZ Roßlau gGmbH durchgeführt.

Wie funktioniert der geschlossene Kreislauf?

Der grundlegende Unterschied zu einem gewöhnlichen Verbrennungsmotor liegt im Umgang mit den Verbrennungsgasen. Ein konventioneller Motor saugt Luft an, verbrennt sie mit Kraftstoff und bläst die Abgase nach außen. Der Magdeburger Motor tut das nicht. Die Gase bleiben nach jedem Arbeitstakt größtenteils im System, werden gekühlt, gereinigt und erneut zugeführt. Das bei der Reaktion entstehende Wasser wird abgeschieden und abgeleitet. So zirkuliert das Arbeitsgas immer wieder — ohne herkömmlichen Auspuff.

Der Motor arbeitet mit einem genau abgestimmten Gasgemisch aus drei Stoffen: Wasserstoff als Brennstoff, Sauerstoff für die Verbrennungsreaktion und Argon als stabiles Trägergas. Argon ist ein Edelgas, das selbst nicht verbrennt und nicht mit Sauerstoff reagiert. Es schafft günstige thermodynamische Bedingungen für eine kontrollierte und effiziente Verbrennung. Dieses Prinzip ist in der Fachwelt als Argon Power Cycle bekannt.

Mehr Wirkungsgrad als Diesel und Brennstoffzellen

Die Ergebnisse auf dem Prüfstand sind beeindruckend. Ein moderner Benzinmotor erreicht 30 bis 40 Prozent thermischen Wirkungsgrad. Dieselmotoren in Lkw kommen auf maximal rund 45 Prozent. Bei konventionellen offenen Wasserstoffverbrennungsmotoren erwartet man einen Bereich von 40 bis 45 Prozent.

Der geschlossene Kreislaufmotor aus Magdeburg erreicht mehr als 60 Prozent — ein Niveau, das bis vor Kurzem ausschließlich Wasserstoff-Brennstoffzellen vorbehalten war. Der Unterschied: Brennstoffzellen wandeln Wasserstoff über eine elektrochemische Reaktion in Strom um. Der Magdeburger Motor tut dies über die direkte Verbrennung, erreicht aber vergleichbare Wirkungsgrade. Laut den Forschern ist das ein bedeutender technologischer Durchbruch.

Für welche Anwendungen ist der Motor gedacht?

Prof. Dr. Hermann Rottengruber, der das Projekt am Institut für Entwicklung und Produkte und Systeme (IEPS) leitete, ist eindeutig, was die Zielgruppen betrifft: nicht Autos oder Motorräder, sondern Bereiche, in denen batterieelektrisches Fahren an seine Grenzen stößt. Er nennt Schiffsantriebe, Generatoren, Traktoren, große Bau- und Erntemaschinen, Radlader und Langstrecken-Lkw.

Besonderes Interesse kommt aus der maritimen Branche. Führende Hersteller von Schiffsantrieben hätten bereits starkes Interesse gezeigt, so Rottengruber. Das überrascht nicht: Die internationale Schifffahrt steht unter wachsendem Druck, ihre Emissionen zu senken, und klimaneutrale Alternativen zum Diesel gibt es kaum.

Wirtschaftlicher Vorteil: keine Abgasnachbehandlung

Neben dem hohen Wirkungsgrad bietet das geschlossene System auch einen wirtschaftlichen Vorteil. Da keine herkömmlichen Abgase entstehen, sind teure Katalysatoren und Filtersysteme überflüssig — bei offenen Wasserstoffmotoren bleiben sie dagegen notwendig. Die höhere technische Komplexität der geschlossenen Bauweise könnte sich dadurch über die Lebensdauer des Systems ausgleichen.

Welche Herausforderungen bleiben?

Die Forscher räumen offen ein, dass es noch Hürden gibt. Die Leistungsdichte des aktuellen Konzepts ist begrenzt, da während der Einspritzphase nur eine bestimmte Menge Wasserstoff in den Zylinder eingebracht werden kann. Außerdem kann sich im geschlossenen Kreislauf Kohlendioxid ansammeln, das aus der Verbrennung von Schmieröl stammt. Beide Faktoren beeinflussen Wirkungsgrad und Motorleistung und müssen gelöst werden, bevor das Konzept den Schritt vom Laborprototyp zur Serienproduktion machen kann. Einen konkreten Zeitplan für Fahrzeuganwendungen gibt es noch nicht.

Was bedeutet das für die Wasserstoffmobilität?

Der geschlossene Kreislaufmotor zeigt, dass die Grenzen des Wasserstoffverbrennungsmotors längst nicht erreicht sind. Während sich die öffentliche Debatte oft auf die Wahl zwischen batterieelektrischem Antrieb und Brennstoffzellen zuspitzt, beweist das Magdeburger Team, dass Verbrennungsmotoren mit Wasserstoff ähnliche Wirkungsgrade wie Brennstoffzellen erreichen können — auf einem grundlegend anderen technologischen Weg. Das macht die Technologie besonders interessant für Anwendungen im Schwerlastverkehr und in der Schifffahrt, wo die Elektrifizierung noch Jahre auf sich warten lässt.

Quellen:

• Fuel Cells Works (01.05.2026)
• Motorcycles.News
• Interesting Engineering
• GaGadget
• IndexBox
• Otto-von-Guericke-Universität Magdeburg