Fossile Brennstoffzelle arbeitet kühl und sauber

24. Juni 2000, 18:19

Mit 500°C bleibt sie deutlich unter den Temperaturen ähnlicher Produkte

Nagayo/Japan - Takashi Hibino vom National Industrial Research Institute of Nagoya und seine Kollegen von der Nagoya University konstruierten eine Brennstoffzelle, die mit fossilen Brennstoffen wie Propan oder Methan läuft - und bei 500°C deutlich kühler arbeitet als Konkurrenzmodelle. Einsatz findet diese Brennstoffzelle in Fortschritte im Bereich saubere Energiequellen für Autos, Heizanlagen oder Elektrogeräte.

Fossile Gase sind leichter zu lagern und zu handhaben als der hochexplosive Wasserstoff, der viele herkömmliche Brennstoffzellen antreibt. Und die niedrige Temperatur erlaubt den Einsatz von Stahlbauteilen, was die Produktionskosten senkt und den Siegeszug der "heißen Zellen" einläuten könnte.

Vorteil: abgasfrei

Brennstoffzellen erzeugen Elektrizität aus Wasserstoff oder fossilen Gasen, ohne dass Schadstoffe entstehen. Statt der üblichen Verbrennung im Motor läuft ein chemischer Prozess ab, ähnlich wie in einer Batterie. Beim Betrieb mit fossilen Gasen fällt außerdem Kohlendioxid an, allerdings weder Kohlenmonoxid noch andere gesundheitsschädliche Abgase. Die Betriebstemperatur war bisher ein Hauptproblem für den Erfolg der Zellen. Beim Betrieb über 800°C können an der Anode Kohlenstoffatome zusammenklumpen: Ruß, der die Brennstoffzelle untauglich macht. Die typischen Membranen auf Zirkonium-Basis erfordern aber eine Mindesttemperatur um 1.000°C, um die Gas-Ionen hindurchzulassen.

Die japanischen Wissenschaftler lösten das Problem mit neuen keramischen Materialien und einer anders konstruierten Membranzelle. Sie entwickelten eine Membran aus Zer-Dioxid, die auf der Anodenseite mit Nickel versetzt ist, an der Kathodenseite mit einem keramischen Komposit, einer Mischung aus Samarium, Strontium, Kobalt und Sauerstoff. Diese waffelähnliche Membran sitzt in einer einzelnen Kammer und wird vom Luft-Gas-Gemisch umflossen, so der Bericht im Fachblatt Science. Das Team testete seinen Prototyp bisher erfolgreich im Betrieb mit Äthan, Propan und Methan. Petroleum-Flüssiggas oder Butan könne man aber auch einsetzen, meinen die Forscher. (pte)

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