Neuer Ansatz für billige Brennstoffzellen
Nickel und Silber ersetzen in Prototyp Platin
Herkömmliche Brennstoffzellen sind teuer. Sie erfordern Katalysatoren aus Edelmetallen wie Platin, um im Betrieb nicht selbst zersetzt zu werden. Eine chinesische Forschergruppe der Universität Wuhan hat jetzt eine alkalische Brennstoffzelle vorgestellt, die mit billigeren Materialien auskommt. Der Prototyp kann so Ausgangspunkt für die Entwicklung günstigerer Brennstoffzellen und Batterien sein. Im Gegensatz zu herkömmlichen 'sauren' Brennstoffzellen setzt der Prototyp eine Membran ein, die alkalische Ionen, sogenannte Hydroxylgruppen passieren läßt. Bei alkalischen Brennstoffzellen reagiert Wasserstoff mit Sauerstoff und erzeugt dabei Hydroxylionen und Wasser. Die Ionen wandern durch die Polymermembran und erzeugen elektrischen Strom.
Alkalische Brennstoffzellen haben den Vorteil, dass sie mit Katalysatoren aus weniger edlen Metallen aufgebaut werden können. Bei der neuen Zelle ist die Kathode mit Silber und die wasserstoffspaltende Anode mit Nickel beschichtet. Um eine Oxidation des Katalysators zu verhindern und so die Lebensdauer zu erhöhen, ist das Nickel als Nanopartikel aufgetragen und von Chrompartikeln umgeben. Auch das Membranmaterial kann für die alkalischen Bedingungen kostengünstiger hergestellt werden. Obwohl der Kunststoff selbst auch aus Nafion, dem gleichen Material wie in vielen herkömmlichen Brennstoffzellen besteht, kann die bisher notwendige Schutzdotierung mit Fluoringruppen entfallen. Der Prototyp liefert allerdings bei 60°C erst bescheidene 50 mW/cm². Die Forscher wollen die Stromausbeute und Lebensdauer weiter verbessern.
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