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VW und US-Uni Stanford entwickeln Brennstoffzelle der Zukunft 27.09.2018

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Neuer Brennstoffzellenkatalysator bringt dreifache Leistung bei geringeren Kosten.


Einer der größten Kostentreiber bei der Brennstoffzelle ist vor allem der Einsatz des Edelmetalls Platin. Platin wird als Katalysator benötigt, um die Brennstoffzelle zu betreiben. Das Material wird als Partikel auf Kohlenstoffpulver verteilt. Der gewünschte katalytische Prozess findet allerdings nur an der Oberfläche der Platinpartikel statt, wodurch große Mengen des kostenintensiven Materials verschwendet werden.
 
In einem von Volkswagen und der Universität Stanford neu entwickelten Verfahren werden Platinatome gezielt auf eine Kohlenstoffoberfläche gesetzt, um dadurch extrem dünne Partikel zu erzeugen. Dadurch kann die derzeitig benötigte Menge an Platin auf einen Bruchteil verringert werden. Zusätzlich erhöht sich die Effizienz des neuentwickelten Brennstoffzellenkatalysators im Vergleich zur aktuellen Technik um das Dreifache, während Gleichzeitig die Haltbarkeit erhöht wird.
 
Prof. Prinz von der Universität Stanford: „Diese Technologie eröffnet enorme Möglichkeiten für die Kostenreduktion, da die eingesetzte Edelmetallmenge minimiert wird. Gleichzeitig steigen Lebensdauer und Katalysatorperformance. Neben der Brennstoffzelle bietet die Atomlagenabscheidung aber auch eine ganze Reihe weiterer Anwendungsmöglichkeiten, bei denen Hochleistungsmaterialien benötigt werden, wie z.B. bei Lithium-Ionenbatterien der nächsten Generation.“
 
Von den neuen Erkenntnissen der Forscher profitieren also nicht nur Brennstoffzellen. Dr. Thomas Schladt aus der Volkswagen Konzernforschung: „Dies ist natürlich auch für andere automobile Anwendungsbereiche interessant, wie z.B. Batterien. Die modifizierte Variante der ALD (atomic layer deposition), die hier entwickelt wurde, hebt das Ganze jedoch auf eine ganz neue Ebene.“
 
Die Brennstoffzelle hat großes Potenzial in der emissionsfreien Mobilität. Die Vorteile gegenüber aktuellen Elektro-Fahrzeugen sind gravierend. In Punkto Effizienz, Reichweite und Tankzeiten sind Autos mit Brennstoffzelle vergleichbar mit konventionellen Verbrennungsmotoren. Als Emissionen gibt das Fahrzeug allerdings nur Wasser und Wärme ab. Auf Grund der vergleichsweise hohen Produktionskosten ist die Brennstoffzelle aktuell noch ein Nischenprodukt. Mit Hilfe der neuen Katalysatortechnologie würde die Wirtschaftlichkeit jedoch enorm steigen. Damit wäre die Brennstoffzelle eine echte Alternative zu batterieelektrischen Antrieben und dem klassischen Verbrennungsmotor. Die Aufgabe der Forscher ist es nun, die im Labor erzielten Ergebnisse als nächstes auf die industrielle Großproduktion zu übertragen.