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Deutsch-kanadische Brennstoffzellen-Kooperation

28. Mai 2019 / Information

Ich finde, dass nur ein moderner Klimaschutz, der unsere wirtschaftlichen, sozialen und wissenschaftlichen Grundlagen verknüpft, nachhaltigen Erfolg bringen wird. Dabei spielt für mich die internationale Zusammenarbeit eine entscheidende Rolle. Als Berichterstatter für Mobilitätsforschung unterstütze ich den Weg, den wir gemeinsam mit Kanada gehen.

Für viele Automobilhersteller sind Brennstoffzellen-Antriebssysteme zu einem der vielversprechendsten zukünftigen Antriebskonzepte geworden. Derzeit verhindern hohe Material- und Herstellungskosten, zum Beispiel für das Platin im Katalysator, eine breite Marktdurchdringung. Eine deutsch-kanadische Forschungskooperation entwickelt neue Katalysatorsysteme, Elektroden und Membran-Elektrodenbaugruppen, die mit nur einer geringen Menge Platin auskommen.

Mit Hilfe von Wasserstoff und Sauerstoff wandeln Brennstoffzellen chemische Energie in elektrische Energie um. Die Technologie ist nicht nur effizient, sondern auch sauber, da das Endprodukt lediglich Wasser ist. Anwendungsgebiete sind z. B. Brennstoffzellen-Fahrzeuge oder Batterieladegeräte. Brennstoffzellen werden auch in U-Booten und Raumfahrzeugen eingesetzt.

Die meisten Automobilhersteller weltweit betrachten den Brennstoffzellenantrieb heute als eines der vielversprechendsten Antriebskonzepte der Zukunft. Insbesondere für den Fernverkehr gibt es derzeit kaum Alternativen. Unter der Voraussetzung, dass eine Infrastruktur auf der Grundlage von Wasserstoff aus erneuerbaren Quellen aufgebaut werden kann, haben Brennstoffzellenfahrzeuge einen höheren Wirkungsgrad als Fahrzeuge mit Verbrennungsmotoren, sie erzeugen keine schädlichen Emissionen und stellen eine deutlich geringere Lärmbelästigung dar.

Um marktfähig zu sein, müssen Brennstoffzellen langfristig mit Verbrennungsmotoren in Bezug auf Kosten und Haltbarkeit konkurrieren können. Kostenschätzungen für zukünftige Brennstoffzellenantriebe zeigen, dass unter der Annahme wirtschaftlich relevanter Produktionsläufe die Kosten von Brennstoffzellenstapeln durch ihren Edelmetall- oder Platingehalt bestimmt werden. In PEM-Brennstoffzellen (Polymerelektrolytbrennstoffzelle) findet sich Platin unter anderem im edelmetallhaltigen Katalysator. Ohne Platin wäre die Brennstoffzelle jedoch nicht funktionsfähig. Platinfreie Katalysatoren zeigen häufig nicht die gewünschte Leistung und Stabilität, sodass ihr Einsatz in der Automobilindustrie nur bei einer klaren Leistungsverbesserung eine Zukunft hat.

Seit Anfang 2017 entwickeln Forscher im Rahmen der deutsch-kanadischen Brennstoffzellen-Kooperation neuartige Katalysatorsysteme, Elektroden und Membranelektrodenbaugruppen, die nur geringe Mengen an Platin benötigen. Dabei forschen sie auch an einem Modell zur Beschreibung der Membran-Elektrodenanordnung. Das Ganze wird durch Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme (ISE) koordiniert.

Ziel ist es, Membran-Elektrodenbaugruppen zu entwickeln, die wirtschaftlicher und einfacher herzustellen sind und gleichzeitig die geforderten Leistungsmerkmale sowie eine höhere Langlebigkeit aufweisen. Weitere Partner sind der Hersteller von PEM-Brennstoffzellenkomponenten, Greenerity, der Lehrstuhl für Mikrosystemtechnik an der Universität Freiburg und die Volkswagen AG.

Darüber hinaus ist eine Fortsetzung der Zusammenarbeit mit kanadischen Forschungseinrichtungen geplant, da sowohl die kanadische Brennstoffzellenforschung als auch die kanadischen Brennstoffzellenunternehmen weltweit eine führende Rolle spielen. Das Forschungsprojekt geht von den leistungsbestimmenden Wirkungen der PEM-Brennstoffzellen aus, die seit 2009 vom Bundesministerium für Bildung und Forschung gefördert werden.

Mehr Informationen vom Bundesministerium für Bildung und Forschung und Kontakt zum Projektträger, Jülich Energie Grundlagenforschung (EGF) finden Sie HIER

Foto: Lizenzfreies Symbolbild

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