Bausteine für die Energiewende
Brennstoffzellen sind die optimalen elektrochemischen Energiewandler: sie erzeugen aus wasserstoffhaltigen Medien Strom, Wärme und Wasser und arbeiten leise und emissionsarm. Im Blickpunkt eines aktuellen Projekts der industriellen Gemeinschaftsforschung steht die Direktmethanol-Brennstoffzelle (DMFC) als Energielieferant für mobile, stationäre und portable Anwendungen.
Die Leistungsdichte einer DMFC hängt sehr stark von den Betriebsbedingungen ab. Derzeit liegt diese zwischen 80-150 mW cm-2 bei Betriebstemperaturen zwischen 50-80 °C und Atmosphärendruck. Bei höheren Temperaturen steigt die Leistung, allerdings müssen das Methanol und die Luft verdichtet werden. Dieses kostet zusätzlich Energie, erhöht die Betriebskosten und verschlechtert den Wirkungsgrad.
Wissenschaftler der Universität Stuttgart, des Zentrums für Sonnenergie- und Wasserstoff-Forschung Baden-Württemberg und des Dechema-Forschungsinstituts Frankfurt entwickeln neue Zell-Komponenten für einen Temperaturbereich von 100 – 150 °C. Neue Membranen auf Basis von mikrophasenseparierten Block-Co-Polymeren, einem Gewebe zur mechanischen Verstärkung der Polymermembran, erhöhen die chemische, mechanische und thermische Stabilität und verringern die unerwünschte Diffusion von Methanol. Kombiniert mit leistungsfähigen Katalysatoren sowie optimierten Medienverteilerstrukturen sollen diese den Betrieb der Kathode bei Atmosphärendruck ermöglichen. Damit wird die DMFC zu einem attraktiven regenerativen System, das wetter- und zeitunabhängig Strom liefern kann.
