Brennstoffzellen-Material

Brennstoffzellen bestehen im Allgemeinen aus einer Elektroden-Elektrolyt-Einheit. Darin findet die elektrochemische Reaktion statt. Der verwendete Brennstoff sowie das Elektrolytmaterial hängen maßgeblich vom Brennstoffzellen-Typ ab. Als Oxidationsmittel wird Sauerstoff verwendet. Damit die Oxidation und die Reduktion stattfinden, sind die Kathode und die Anode jeweils mit Katalysatoren beschichtet. Um eine möglichst lange Lebensdauer der Brennstoffzellen bei hohem Wirkungsgrad zu gewährleisten, ist eine weitere Optimierung der Materialien notwendig.

Neues Material für den Brennstoffzellen-Katalysator

Als Katalysatormaterial wird für die verschiedenen Brennstoffzellen-Typen vorwiegend Platin, Ruthenium oder Palladium beziehungsweise ein Platin-Ruthenium-Gemisch eingesetzt. Weitere Katalysatormaterialien sind Nickel, Nickeloxide, Wolframkarbid, Molybdänsulfid, Wolframsulfid oder Phthalocyanin.

Es wird intensiv nach Möglichkeiten geforscht, um den Einsatz des marktüblichen Platins als Katalysator-Material weitgehend zu reduzieren. Dies wird beispielsweise durch ein Aerogel aus einer Platin-Palladium-Legierung ermöglicht. Dieses Aerogel weist eine deutlich höhere katalytische Aktivität auf und benötigt daher weniger Material für die gleiche katalytische Leistung. Weiterhin können Effizienzsteigerungen durch die Verwendung von Katalysatoren aus Nanomaterial erzielt werden. Dabei werden reine Platinnanopartikel sowie Nanoteilchen aus Platin-Nickel-Legierungen verwendet. Eine Einkapselung des unedlen Metalls in einer Platinlegierung könnte zudem zu höherer Korrosionsbeständigkeit führen.

Neues Material für den Brennstoffzellen-Elektrolyten

Verbesserungspotentiale finden sich auch für den Elektrolyten. Sulfoniertes Polyarylen ist in Direkt-Methanol-Brennstoffzellen und Mitteltemperatur-Wasserstoff-Brennstoffzellen anwendbar. Es besitzt eine deutlich höhere thermische Stabilität und weist daneben Methanol ab. Dadurch wird die hohe Leitfähigkeit der Protonen erhalten. Daneben werden erste Tests mit sogenannten Blend-Membranen durchgeführt.

Synonym(e):

Material für die galvanische Zelle

Englische Übersetzung(en):

new materials for fuel cells