Bilder 2007
AG: Wasserstoff und Brennstoffzellen 2007
Grundüberlegung: Wie lässt sich in Zukunft die Bereitstellung von elektrischer Energie noch effektiv gestalten?
Die Kraftstoffpreise explodieren und die Erdölreserven sind endlich. Eine Möglichkeit, die auch am Forschungszentrum Jülich erforscht wird, sind Brennstoffzellen, die mit Wasserstoff oder Methanol direkt aus einer chemischen Reaktion elektrischen Strom liefern.
Wir hatten die Möglichkeit unterschiedliche Brennstoffzellentypen zu beschaffen, um Versuche zur Effektivität bei unterschiedlichem Druck und unterschiedlichen Temperaturen durchzuführen. So erhielten wir Aussagen zur Druck- und Temperaturabhängigkeit der Stromausbeute von Brennstoffzellen.
Versuchsreihen:Vergleich verschiedener Brennstoffzellen
Wir verglichen die Leistungsdaten verschiedener H2/O2-Brennstoffzellengrößen mit Methanol-Brennstoffzellen. Diese Messreihe diente vor allem dazu den Versuchsaufbau und die verschiedenen Brennstoffzelltypen kennen zu lernen.Vergleich der Leistung bei verschiedener Temperatur
Die H2/O2-Brennstoffzellen wurden im Kühlschrank oder im Wärmeschrank auf unterschiedliche Temperaturen gebracht und dann ausgemessen. Hier zeigt sich eindeutig, dass die Zellen bei steigender Temperatur ihre Leistung steigerten.
Vergleich der Leistung bei steigendem Druck
Je höher die Teilchendichte der Brenngase ist, desto mehr Moleküle konnten gleichzeitig reagieren und Strom produzieren. Hier war vor allem der Versuchsaufbau erst einmal genau zu entwerfen. Wichtig war, dass durch den Überdruck die empfindliche Protonenleitmembran nicht zerstört wurde.
Weiterhin informierten wir uns über den Entwicklungsstand und den Einsatz der Brennstoffzellentechnik für Kfz und andere Anwendungen. Viele Produkte stehen kurz vor der Einführung oder werden schon in Pilotanlagen getestet.
Eine Frage ist sicher auch: Wie können ausreichende Mengen an Wasserstoff für ein Industrieland wie unseres nachhaltig produziert und zum Verbraucher transportiert werden. Es gibt Lösungsansätze aber ein großes Problem stellt immer noch die Speicherung des Wasserstoffs dar. Wenn Wasserstoff aus den sonnigen Ländern im Norden der Sahara on Sonnenkraftwerken geliefert wird, offenbaren sich große politische Probleme.
Fazit: Die Brennstoffzellen wurden zwar schon 1839 entdeckt und in den 1960er Jahren für das Apollo-Raumfahrtprogramm weiter entwickelt. Sie können einen wichtigen Schritt hin zu einer nachhaltigen Industriegesellschaft liefern. Es gibt aber immer noch einen großen Forschungsbedarf bis sie so weit ausgereift sind, dass die Brennstoffzellen den modernen Verbrennungsmotoren den Rang ablaufen.