VW-Forscher melden Durchbruch der Hochtemperatur-Brennstoffzelle auf dem Weg zur Serienreife
Eine neue Membran und neue Elektroden ermöglichen laut Volkswagen AG den Durchbruch der Brennstoffzelle auf dem Weg zur Großserie. Die weiterentwickelten Teile des Volkswage-Systems böten im Vergleich zur Niedrigtemperatur-Brennstoffzelle entscheidende Vorteile, heißt es in der VW-Pressemitteilung. Die von Volkswagen entwickelte Hochtemperatur-Membran kann im Gegensatz zur Niedertemperatur-Brennstoffzelle in Verbindung mit den neu konzipierten Elektroden ohne Leistungsverlust bei Temperaturen von 120 Grad dauerhaft „gefahren“ werden, und zwar ohne Befeuchtung. Bei der Hochtemperatur-Brennstoffzelle (HT-BZ) findet die Protonenleitung über Phosphorsäure statt. Diese Säure hat ähnlich gute elektrolytische Eigenschaften wie Wasser, weist allerdings einen höheren Siedepunkt auf. Deshalb reiche bei der HT-BZ ein deutlich einfacheres Kühlsystem und Wassermanagement aus. Und das reduziert das Gewicht und die Kosten deutlich. Darüber hinaus verringere sich der Raumbedarf des Brennstoffzellen-Systems um mehr als 30 Prozent.
Die VW-Forscher konnten nach Angaben des Konzerns ein bislang nicht gelöstes Problem bewältigen. Wie bei der Niedrigtemperatur-Membran entstand auch bei der HT-BZ so genanntes Produktwasser. Dieses Wasser drang in die Membran ein und wusch die Phosphorsäure aus. In Folge dessen wurde der Stromfluss unterbrochen. An dieser Stelle scheiterten laut VW bislang alle Versuche, eine Hochtemperatur-Brennstoffzelle auf Basis bekannter Materialien für Fahrzeuge nutzbar zu machen. Die intensive Volkswagen-Grundlagenforschung sei deshalb zu dem Ergebnis gekommen, dass neben einer neuen Membran spezielle Modifikationen der Elektroden nötig sind, die das Eindringen des Produktwassers in die Membranen verhindern können.
Auf einer speziellen Siebdruckmaschine, wie sie im Bereich der Halbleitertechnik verwendet wird, beschichteten die Forscher im Volkswagen-Technologiezentrum Isenbüttel mehrere Vlies-Elemente aus Kohlenstoff mit einer neuartigen Paste. Die so neu entstandenen Elektroden seien schließlich in Brennstoffzellen-Stapeln (Stacks) umfangreichen Tests unterzogen worden mit dem Ergebnis, dass das Produktwasser nicht mehr in die Membran eindringen und die Phosphorsäure verdünnen konnte. Damit sei die HT-Technologie für den nächsten Forschungsschritt einsatzfähig, heißt es in der Pressemitteilung.
Alltagstaugliche und bezahlbare Brennstoffzellen-VW ab 2020 angekündigt
Laut VW könnten auf dieser Grundlage immer leistungsstärkere Hochtemperatur-Brennstoffzellensysteme entstehen, die Schritt für Schritt perfektioniert werden und vorrausichtlich im Jahr 2010 die ersten Forschungsfahrzeuge antreiben sollen. Um 2020 könnte es den ersten Volkswagen mit einem alltagstauglichen und bezahlbaren Brennstoffzellen-Antrieb geben, betont das Unternehmen.
05.11.2006 Quelle: Volkswagen AG Solarserver.de © EEM Energy & Environment Media GmbH
