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Methanol-Brennstoffzellen als Alternative zu Batterien

Ingenieurwissenschaften. - Eine Brennstoffzelle erzeugt Strom aus der Energie, die beim Zusammentreffen von Sauerstoff und Wasserstoff als Knallgas freiwird. Die Technik ist umweltschonend, Sauerstoff ist auch genug vorhanden, nur die Herstellung von Wasserstoff ist zeit- und kostenaufwändig. Ein viel versprechender Ausweg wäre, den Wasserstoff in einer Brennstoffzelle durch den leichten Alkohol Methanol zu ersetzen. Am Forschungszentrum Jülich betreibt man so bereits ein kleines Elektromobil.

Von Michael Stang |
    Das alte Brennstoffzellensystem, das Jürgen Mergel und seine Jülicher Ingenieurskollegen vor langer Zeit gebaut haben, ist ein mannshoher Kasten mit Kühler, Pumpen und Kompressoren, der zwei Kilowatt Strom erzeugt. Das Ungetüm konnte schon allein der Größe wegen keine Alternative zu Batterien sein. Jetzt haben die Ingenieure einen Nachfolger entwickelt, um ein Vielfaches leichter, im Vergleich leistungsstärker und vor allem kleiner: die Direktmethanol-Bennstoffzelle. Sie sei durchaus als Batterieersatz geeignet, sagt Jürgen Mergel: "Die Ladezeiten, die sie immer bei batteriebetrieben Fahrzeugen oder Geräten haben, entfallen. Sie können einfach nachtanken." Getankt wird die neue Apparatur aus mehreren hintereinander geschalteten Brennstoffzellen mit dem leichten Alkohol Methanol. Er hat den Vorteil, dass er nicht wie Wasserstoff ein Gas, sondern flüssig ist. Außerdem kann Methanol zum Beispiel aus Biogas hergestellt werden, es benötigt also keine fossilen Brennstoffe.

    Die Jülicher Forscher haben ihre neue Brennstoffzelle einem Praxistest unterzogen, erzählt Mergel: "Wir haben im Projekt JuMOVe gezeigt, dass man ein kommerzielles Elektromobil umbauen kann, indem man die Batterien - in diesem Fall drei Bleibatterien - entnimmt und dafür auf dem gleichen Raum ein Direktmethanol-Brennstoffzellensystem einbaut." Die neuen Brennstoffzellen haben die Reichweite des Elektromobils mehr als verdoppelt. Der Scooter kommt jetzt mit einer Tankfüllung etwa 120 Kilometer weit und muss danach auch nicht stundenlang aufgeladen werden, sondern bekommt einfach eine frische Tankfüllung. Eine Batterie hat das JuMOVe zwar trotzdem noch: Sie springt beim Anfahren, Beschleunigen oder am Berg ein, wird aber von den Brennstoffzellen selbst wieder aufgeladen. Derzeit arbeiten die Jülicher und andere Forschungsgruppen weltweit daran, die Direktmethanol-Brennstoffzellensysteme noch kompakter zu bauen. Über den Einsatz in Elektrofahrzeugen hinaus könnten Direktmethanol-Brennstoffzellen dann auch portable Geräte wie Handys, Notebooks oder Rasenmäher mit Strom versorgen.

    Die Größe stimmt also, die Leistung ist akzeptabel, aber das vermutlich wichtigste Kriterium für potentielle Nutzer ist noch nicht erfüllt: der Preis. Da Direktmethanol-Brennstoffzellen das Edelmetall Platin als Katalysator benötigen, liegen die Materialkosten für das Elektromobil bei rund 20.000 Euro. Zu teuer für den normalen Anwender. Trotzdem ist Jürgen Mergel zuversichtlich: "Ich denke, dass das ein zukunftsträchtiges Projekt ist, weil wir den Weg aufgezeigt haben, wie man solche Direktmethanol-Brennstoffzellen und auch gesamte Systeme verkleinern und mit einem begrenzten Einsatz an Edelmetallressourcen vernünftige Leistungsdaten erzielen kann."

    [Quelle: Michael Stang]