Auf dem Weg zum Massenprodukt - scinexx | Das Wissensmagazin
Anzeige
Anzeige

Wie marktreif sind die Brennstoffzellen?

Auf dem Weg zum Massenprodukt

Erste Brennstoffzellen-Produkte sind bereits auf dem Markt – auch in Deutschland. Experten rechnen damit, dass sie schon in den nächsten Jahren einen nennenswerten Marktanteil erreichen. Denn für den Nutzer bringen sie einen großen Vorteil: Brennstoffzellen garantieren unabhängig vom Stromnetz eine beliebig lange Laufzeit. Das zeitaufwändige Aufladen der Batterie entfällt – es muss einfach nur Brennstoff nachgefüllt werden und das geht sekundenschnell. Auch die Industrie profitiert von der Technik: Messgeräte können heute schon ihre Daten per Funk übertragen, aber die Batterie muss regelmäßig und kostenaufwändig ausgewechselt werden. Hier ermöglichen Brennstoffzellen neue Lösungen.

Brennstoffzellen sind heute schon flach genug für Laptopdeckel oder Ähnliches © Brennstoffzellen sind heute schon flach genug für Laptopdeckel oder Ähnliches

Wie solche Systeme aussehen könnten, haben die Fraunhofer-Forscher bereits gezeigt. Sie entwickelten für Demonstrations-Anwendungen Mikro-Brennstoffzellen für Laptops, Camcorder und professionelle Kameras sowie für netzferne Messgeräte. Damit sich die Minibrennstoffzellen auf dem Mark durchsetzen, müssen sie in der Serienfertigung kostengünstig werden. Wichtige Grund- lagen hierfür legte das vom Bundesforschungsministerium geförderte Verbundprojekt „ProZell“. Koordiniert wurde das Projekt vom Fraunhofer-Institut für Zuverlässigkeit und Mikrointegration IZM.

PEM: Herstellung im Sekundentakt

Vor wenigen Wochen präsentierten die Forscher die Ergebnisse: „Wir haben eine durchgängige Produktionskette für PEM-Mikrobrennstoffzellen geschaffen, die eine kostengünstige Herstellung im Sekundentakt ermöglicht“, zieht Robert Hahn vom IZM Bilanz. Die Komponenten für die planare Mikrobrennstoffzelle lassen sich mit Leiterplattentechnologie fertigen und im Rolle-zu-Rolle-Verfahren montieren. Der notwendige Wasserstoff wird in einem Galvanischen Element erzeugt, das die Form einer Knopfzelle hat“, erläutert Hahn. Dort reagiert Zink mit Wasser zu Wasserstoff. Die Mikrobrennstoffzelle sowie drei „Knopfzellen“ zur Wasserstofferzeugung sind in einem Adapter integriert.

Das Gesamtsystem liefert eine Spannung von drei Volt – 40 Prozent mehr Energie als herkömmliche Alkali-Mangan-Batterien. Doch was wird das System in der Massenfertigung kosten? „Etwa 4,50 Euro pro Stück“, schätzt Hahn. „Und die Zellen zur Wasserstoff-Erzeugung etwa 20 Cent.“

Klein, handlich, günstig: die integrierte keramische Brennstoffzelle © Fraunhofer IKTS

Keramik für die Großzelle

Bis allerdings die neue Technologie in den Markt eingeführt werden kann, müssen die Forscher noch weitere Entwicklungsarbeit leisten. Um die Leistung steigern zu können, werden größere wasserstofferzeugende Zellen benötigt. In einem kleinen Niedertemperatur-System mit einer Leistung von einem Watt arbeiten Forscher des Fraunhofer-Instituts für Keramische Technologien und Systeme IKTS und des ISE. Basis sind neuartig strukturierte Keramik-Tapes.

Anzeige

„Aus diesen Spezialkeramiken lassen sich sehr einfach zahlreiche Funktionselemente in einem einzigen Bauteil realisieren. Damit steigt die Zuverlässigkeit und die Kosten sinken, denn was nicht separat verbaut ist, verursacht in der Fertigung keine Montagekosten und kann später nicht zu einem Ausfall führen“, sagt Michael Stelter vom IKTS. Das verwendete Keramiksystem wird bereits in der Automobiltechnik für sicherheitskritische Elektronikkomponenten eingesetzt und hat dadurch seine Zuverlässigkeit und Massentauglichkeit schon bewiesen.

  1. zurück
  2. |
  3. 1
  4. |
  5. 2
  6. |
  7. 3
  8. |
  9. 4
  10. |
  11. 5
  12. |
  13. 6
  14. |
  15. 7
  16. |
  17. 8
  18. |
  19. weiter


Stand: 12.10.2007

Anzeige

In den Schlagzeilen

Inhalt des Dossiers

Mini-Kraftwerke für Zuhause und unterwegs
Brennstoffzellen – wie weit ist die Entwicklung?

Überblick
Das Wichtigste in Kürze

Wenig Emission, viel Effizienz
Das Prinzip der Brennstoffzelle

Eine Zukunftstechnologie geht um die Welt
Wer arbeitet wo und wie an Brennstoffzellen?

Auf dem Weg zum Massenprodukt
Wie marktreif sind die Brennstoffzellen?

Mini-Stromlieferant mit Methanol
Wie ist der Stand der Dinge bei den Methanol-Zellen?

Brennstoffzellen im trauten Heim
Wo im Haus sind Brennstoffzellen einsetzbar?

Brennstoffzellenantrieb serienmäßig?
Wann rollen unsere Autos mit Brenstoffzell-Antrieb

Diaschauen zum Thema

News zum Thema

Erster Blick in laufende Brennstoffzelle
Neue Methode macht Wasserfluss sichtbar

Gold schützt Platin in Brennstoffzellen
Gold-Cluster stabilisieren Katalysatoren

Bakterium als Stromproduzent?
Überlebensstrategie eines Bakteriums als Vorbild für Biobrennstoffzellen

Treibstoff aus der Windschutzscheibe?
Chemiker imitieren erfolgreich die Energiegewinnung der Natur

Energie aus Keramik
Billigerer und einfacherer Weg zu Mikrobrennstoffzellen

Dauer-Rekord für Brennstoffzellenanlage
Anlage HotModule läuft 30.000 Stunden

Brennstoffzellen machen mobil
Neue Materialien machen Stacks langlebiger und flexibler

Brennstoffzelle lässt HyFish fliegen
DLR entwickelt umweltfreundlichen Flugzeugantrieb

Mini-Brennstoffzelle als „Kraftpaket“
Forscher entwickelt Brennstoffzellsystem mit hoher Energiedichte

Kohle speist Brennstoffzelle
Forscher wollen Energie des fossilen Brennstoffs umweltfreundlicher nutzen

Dossiers zum Thema

Biomasse - Holz, Stroh und Biogas - Energielieferanten der Zukunft?

Kernfusion - Teure Utopie oder Energie der Zukunft?

Anzeige
Anzeige