Thema: Brennstoffzellen diverses...

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Ein japanisches Unternehmen hat eine Methode entwickelt, um Methanol in fester Form zu binden, sodass sich der Alkohol als sichere Energiequelle in Brennstoffzellen verwenden lässt. Nach einem Bericht der EETimes hat Kuria Water Industries das Verfahren auf der Brennstoffzellen-Messe FC Expo 2007 demonstrierte.

Flüssiges Methanol ist leicht brennbar und giftig wenn es austritt. Es erfordert aufwendige Behälter für Transport und Lagerung. Kuria schließt das Methanol in einer chemischen Verbindung ein, die Hohlräume bildet. Das auf Wasseraufbereitung spezialisierte Unternehmen kennt sich mit solchen Einschlussverbindungen aus, so genannte Klathrate.

Die trockene Masse besteht nur zum Teil aus Methanol und soll etwa halb so viel Energie liefern wie dieselbe Menge flüssigen Methanols. Dafür sei aber kein schwerer Spezialbehälter notwendig, was die mobile Anwendung in Brennstoffzellen erlaube.

Kurita hatte bereits im Oktober 2005 eine Brennstoffzelle mit festem Methanol vorgestellt, die damals aber noch Wasser benötigte. Die auf auf der FC Expo 2007 vorgeführte Version kam hingegen ohne Flüssigkeit aus. Die Japaner geben an, derzeit mit Mobilfunkunternehmen zu verhandeln. Mit ersten Produkten, etwa mobilen Ladegeräten für herkömmliche Akkus, sei frühestens im Sommer zu rechnen. Zukünftig will das Unternehmen seine Methanol-Verbindung in kompakten Steckkarten unterbringen, die direkt ein Handy mit Energie versorgen können.

Quelle : www.heise.de

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Auf der noch bis zum 11. November im japanischen Chiba City laufenden Tokyo Motor Show dreht sich alles um die Zukunft der Fortbewegung auf vier (und ab und an auch zwei) Rädern. Eines der Kernthemen der ähnlich der diesjährigen IAA zunehmend "grünen" Auto- und Verkehrstechnik-Messe ist die Frage, welche Antriebstechnologie angesichts des fortschreitenden Klimawandels zukünftig die ideale ist. Neben der längst serienreifen Hybrid-Technik, bei der die japanischen Hersteller marktführend sind, versuchen sich die Autokonzerne nach wie vor an wasserstoffbetriebenen Brennstoffzellenmotoren – und die machen zunehmend Fortschritte.

So präsentiert Toyota auf der Messe einen Weltrekord: Ein Brennstoffzellen-Geländewagen, der mit einer Tankladung die etwa 500 Kilometer lange Strecke von Osaka nach Tokio zurückgelegt hat. "Der Wasserstofftank war bei der Ankunft zu unserer Überraschung noch zu 30 Prozent voll, wir hätten sogar 880 Kilometer geschafft", sagte Chefenginieur Yoshimasa Ishiguro im Gespräch mit dem Technologiemagazin Technology Review. Im Normalbetrieb würde die Reichweite nach dem japanischen "10/15"-Standard 780 Kilometer schaffen. Das Vorgängermodell, das Toyota bereits verleast, schafft nur 330 Kilometer mit einer Wasserstofffüllung.

Drei Neuerungen sind für den Fortschritt verantwortlich. Erstens wurde die Speicherkapazität des Tanks verbessert – eine Füllung mit 156 Litern Wasserstoff wird nicht wie bisher üblich mit 35 Megapascal, sondern mit 70 Megapascal in die vier Tanks des Geländewagens gepresst. Zweitens wurde das Zusammenspiel des gesamten Antriebssystems aus Batterie, Brennstoffzelle und Elektromotor verbessert. Und drittens hat Toyota die Effizienz der Brennstoffzelle selbst erneuert: Sie wurde um 25 Prozent erhöht und die Betriebsfähigkeit bei frostigen Temperaturen, einst ein Problem der Brennstoffzellen, verbessert.

In den kommenden Jahren wollen die Ingenieure noch die letzten technischen Hürden überspringen – die Zuverlässigkeit und die Kosten. Das Zwischenziel von fünf bis sieben Jahren Haltbarkeit habe man erreicht. Aber das Ziel sei, zehn Jahre Betrieb garantieren zu können, sagt Ishiguro. Und die Kosten müssten auf ein Hundertstel sinken, um Brennstoffzellen vermarkten zu können. Undenkbar ist das für Ishiguro aber nicht mehr. Damit bleibt noch als größtes Problem die Wasserstoffproduktion, die in Japan bisher Stahlwerke leisten – und die Tankstelleninfrastruktur.

Honda präsentiert in Tokio ebenfalls Neuerungen in Sachen Brennstoffzelle – das erste kommerzielle Fahrzeug des Anbieters, den FCX, der ab 2008 verkauft werden soll. Allerdings werde der Kaufpreis ein Vielfaches von Hondas Spitzenmodell Legend betragen, für den der Konzern in Deutschland laut Listenpreis 56.000 Euro verlangt, sagte Chefentwickler Sachito Fujimoto. Im US-Stadtmodus schafft der FCX 570 Kilometer mit einer Füllung von 171 Litern Wasserstoff. Der Druck im Tank beträgt 35 Megapascal. Ein Massenhit wird das extrem windschnittig designte Geschoss nicht, gesteht Fujimoto zu: "Aber wir müssen das Angebot schrittweise vergrößern." So hat Honda mit Toyota 2002 das Leasing von Wasserstoff-Fahrzeugen begonnen und will nun durch den Verkauf Erfahrungen und Markenimage gewinnen. Fujimotos Traum: "In zehn Jahren will ich mir selber einen leisten können."

Quelle : www.heise.de

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Aus Wasserstoff und Sauerstoff sollen Brennstoffzellen saubere Energie liefern. Doch noch kämpft die Technik mit Problemen. Bisher funktionieren die Zellen nur optimal, wenn sie teures Platin enthalten. Nun stellen Forscher eine günstige Alternative vor.
Viele Brennstoffzellen benötigen bislang teures Platin - doch in Zukunft sollen sie auch mit günstigeren Materialien arbeiten. US-Forscher haben das seltene Edelmetall nun erfolgreich durch einen Katalysator aus Eisen, Kobalt und der organischen Verbindung Polyanilin ersetzen können.

Erste Prototypen konnten mit Hilfe des Katalysators fast genauso effizient elektrischen Strom aus den Gasen Wasserstoff und Sauerstoff erzeugen wie klassische Brennstoffzellen. Die Forscher rechnen damit, die Herstellungskosten der Mini-Kraftwerke mit ihrer patentierten Entwicklung deutlich senken zu können - und so der Brennstoffzelle als mobiler Stromquelle zum Durchbruch zu verhelfen.
"Im Vergleich zu Platin ist das ein Katalysator zum Nulltarif", sagt Piotr Zelenay vom Los Alamos National Laboratory im US-Bundesstaat New Mexico. So könne die größte Hürde für Wasserstoff-Brennstoffzellen überwunden werden. Die Substanzen des neuen Katalysators - Eisen, Kobalt und Kohlenstoff - sind für einen Bruchteil der Kosten für Platin - derzeit bei knapp 1800 Dollar pro Feinunze - zu bekommen.
Möglich wurde dieser Schritt durch einen ausgeklügelten Syntheseprozess, den die Forscher im Fachmagazin "Science" beschreiben. Zelenay und Kollegen vernetzten Rußpartikel miteinander, umhüllten sie mit der organischen Verbindung Polyanilin und fügten Teilchen aus Eisen und Kobalt hinzu. So entstand bei Temperaturen von bis zu tausend Grad ein Katalysator, der in der Brennstoffzelle das Gas Sauerstoff mit Protonen verknüpfen konnte. Das ist einer der Teilprozesse bei der Stromerzeugung, bei der als Abfallprodukt keine schädlichen Abgase entstehen, sondern nur Wasser.

In mehreren Prototypen ersetzten die Wissenschaftler die Platinelemente an der Kathode einer Brennstoffzelle gegen ihren neuen Katalysator. Gespeist mit Wasserstoff und Sauerstoff konnten die Zellen hohe Leistungsdichten von mehr als einem halben Watt pro Quadratzentimeter bei elektrischen Ausgangsspannungen von bis zu einem Volt erzielen. Mit diesen Werten können die neuen Mini-Kraftwerke nach Angaben der Forscher sehr gut mit den klassischen Platinbrennstoffzellen mithalten. Auch die Haltbarkeit stellte das Team zufrieden: bis zu 700 Stunden bei nur geringem Leistungsverlust.
Bis die neuen Brennstoffzellen Elektroautos oder Laptops stundenlang mit Strom versorgen können, werden die Forscher Lebensdauer und Leistung noch weiter erhöhen müssen. In Zusammenarbeit mit Industriepartnern könnten die platinsparenden Brennstoffzellen jedoch in einigen Jahren zur Marktreife gebracht werden, hoffen die Wissenschaftler. Eile auf dem Weg zur Vermarktung ist durchaus geboten - denn auch deutsche, japanische und chinesische Forschergruppen arbeiten an platinfreien Katalysatoren und günstigeren Brennstoffzellen.

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