Neues aus der Brennstoffzellenforschung

Und schon wieder gibt es in Sachen Brennstoffzellenforschung die Aussicht auf einen großen Durchbruch. Manko der bisherigen Zellen ist nach wie vor das Problem des großen Energiebedarfs bei Herstellung und Transport. Die Lagerung und der Transport von auf Wasserstoff basierenden Brennstoffzellen erfordert hohe technische, ökonomische und organisatorische Anforderungen, denn die Wasserstofftanks benötigen extremen Druck oder sehr tiefe Temperaturen, um den Treibstoff flüssig zu halten. Auch bei den möglichen Alternativen, also Ethanol, Methanol oder anderen Kohlenwasserstoffen, die anstatt des Wasserstoffs als Treibstoff fungieren, machen sich Probleme breit. So wird durch die, erst kurz vor seinem Gebrauch begonnene, Gewinnung des Wasserstoffs mittels katalytischer Verfahren jede Menge CO2 ausgestoßen.

Eine mögliche Lösung könnte das Forscherteam an der ETH Zürich unter Leitung von Prof. Dr. Grützmacher gefunden haben. Sie haben ein gänzlich anderes Prinzip der Brennstoffzellen entwickelt, in der molekulare Komplexe des Rhodiums die Funktion eines Anoden-Katalysators übernehmen. Bei den metallorganischen Brennstoffzellen bildet sich der aktive Katalysator erst während der chemischen Reaktion. Der auf Kohlenstoffpulver als Trägermaterial feinst verteilte Metallkomplex des Rhodiums verändert sich während den einzelnen Reaktionsschritten. So wandelt er Alkohol in die reaktive Verbindung Aldehyd um, diese wiederum in entsprechende Carbonsäure und ist zudem für den Protonen und Elektronentransfer zuständig.

Dabei können nicht nur Alkohole umgesetzt werden, sondern auch Zucker oder Glucose! Die molekularen Metallkomplexe sind also in verschiedenen Lösungsmitteln löslich und verteilen sich durch ihre Feinheit auch auf sehr kleinen Flächen, was besonders bei der Herstellung von miniaturisierten Brennstoffzellen ein schlagkräftiger Vorteil ist. Auch die Abfallprodukte, wie sie in der Herstellung gewöhnlicher Brennstoffzellen vorkommen, könnten durch diese Methode ganz entfallen.

Judith Schomaker

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