Gut gestapelt: Neuer Brennstoffzellen-Rekord

Einen neuen Rekord vermelden Wissenschaftler des Forschungszentrums Jülich. Ihre Brennstoffzelle läßt für den Einsatz in Fahrzeugen hoffen.

(jkm) - Mit Wasserstoff als Brenngas konnten die Forscher einem Stapel von 60 Brennstoffzellen schon bei relativ niedrigen Betriebstemperaturen eine Leistung von 13,3 Kilowatt entlocken. Der Generator läuft genügend lang, um den Einsatz etwa in Elektrofahrzeugen ins Auge zu fassen.

Brennstoffzellen wandeln die Energie chemischer Reaktionen besonders effizient in Strom und Wärme um. Im Idealfall, bei Betrieb mit Wasserstoff, fällt dabei nur Wasserdampf als "Abgas" an. Vor allem für Anwendungen im großen Maßstab sind Festoxid-Brennstoffzellen (Solid Oxide Fuel Cells, SOFC) heiße Kandidaten - und das im doppelten Sinne: Zwar können Brennstoffzellen dieses Typs besonders effizient arbeiten, ihr keramischer Elektrolyt muss dazu jedoch auf hohe Temperaturen von bis zu 1.000 Grad Celsius gebracht werden.

Die Jülicher Forscher um Robert Steinberger-Wilckens arbeiten daran, diesen Wert zu senken. Ihr Trick: Statt einer voluminösen Brennstoffzelle stapeln sie viele scheibenförmige Brennstoffzellen übereinander, deren dünne Elektrolytschichten schon bei relativ niedrigen Temperaturen ausreichend leitfähig werden. Der 40 Zentimeter hohe Rekordstapel der Gruppe kommt daher mit einer mittleren Betriebstemperatur von 760 Grad Celsius aus. Außer Wasserstoff "verdaut" er auch Methan als Brenngas und liefert dann eine Leistung von 11,9 Kilowatt.

Für Einsatz in Fahrzeugen geeignet

Die relativ niedrige Betriebstemperatur wirkt sich günstig auf die Lebensdauer des Generators aus: Der Jülicher Stapel läuft seit über 1.100 Stunden im Dauerbetrieb und hat in dieser Zeit nur etwa drei Prozent an Leistung eingebüßt. "Zurückzuführen ist das auf das Verhalten einzelner Zellebenen, weniger auf das 'Altern' des gesamten Stapels", erläutert Steinberger-Wilckens.

Für die stationäre Stromversorgung, beispielsweise in Mehrfamilienhäusern, seien Betriebszeiten von über 40.000 Stunden notwendig. Für den Einsatz in Fahrzeugen reichten dagegen 5.000 bis 10.000 Stunden. Diesem Ziel sei man nun ein gutes Stück näher gekommen.