Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Neuer Meilenstein in der Brennstoffzellen-Entwicklung - Zweifacher Weltrekord bei der SOFC

07.06.2002


Bei den international betriebenen Anstrengungen zur Entwicklung leistungsfähiger Hochtemperatur-Brennstoffzellen melden Wissenschaftler des Forschungszentrums Jülich einen beachtlichen Erfolg: Ein Mitte April in Betrieb genommener Brennstoffzellenstapel (Stack) aus nur 40 planaren Einzelzellen lieferte bei einer mittleren Betriebstemperatur von 850°C mit Wasserstoff als Brenngas eine Leistung von 9,2 Kilowatt. Betrieben mit Methan erreichte der Stapel 5,4 Kilowatt. Für ein planares System ist dies sowohl bezüglich der Leistung als auch hinsichtlich der Zellengröße von 20 x 20 Zentimeter ein neuer Weltrekord.



Brennstoffzellen wandeln die chemische Energie von Wasserstoff direkt in Elektrizität um. Hochtemperatur-Brennstoffzellen mit Festelektrolyt (SOFC = Solid Oxide Fuel Cell) sind vor allem für die stationäre Strom- und Wärmeerzeugung in Kraftwerken und Gebäuden interessant. Doch auch für mobile Anwendungen werden sie verstärkt diskutiert. SOFCs versprechen höchste Wirkungsgrade bei der Stromerzeugung und damit eine rationelle, umweltfreundliche Brennstoffnutzung. Wissenschaftler des Forschungszentrums Jülich arbeiten an fortgeschrittlichen SOFCs mit planaren (ebenen) Zellen und dünnem Elektrolyten. Diesem Design wird von vielen Experten ein hohes Marktpotential vorausgesagt. Denn: Systeme mit planaren SOFCs erreichen hohe Leistungen bereits bei kleinem Volumen und niedriger Arbeitstemperatur. Die Jülicher Arbeiten werden unter anderem vom Bundesministerium für Wirtschaft und Technologie (BMWi) gefördert.



Den Rekordstapel aus 40 Einzelzellen haben die Wissenschaftler aus dem Jülicher Institut für Werkstoffe und Verfahren der Energietechnik (IWV) und der Zentralabteilung Technologie (ZAT) zunächst direkt mit Wasserstoff bei im Mittel 850°C betrieben. Er lieferte die Leistung von 9,2 Kilowatt - gegenüber der Bestmarke aus dem letzten Jahr eine Steigerung auf mehr als das Doppelte. Zudem gelten Temperaturen unterhalb 900°C in der Welt der Hochtemperatur-Brennstoffzellen als moderat. Das ist günstig für die Lebensdauer aller Materialien und erlaubt den Einsatz vergleichsweise billiger metallischer Werkstoffe. Anschließend stellten die Wissenschaftler den Stapel auf Methan als Brenngas um. Dieses wird direkt in der Zelle zu Wasserstoff umgesetzt. Ein vorgeschalteter Umwandlungsschritt, der zusätzliche Energie kostet, entfällt also. Dadurch wird der unkomplizierte Einsatz von Erdgas als Brennstoff ohne aufwändige Gasaufbereitung möglich. "Gegenüber dem Vorjahr konnten wir die Leistung im Methan-Betrieb mehr als verfünffachen", freut sich Dr. Robert Steinberger-Wilckens, seit Februar 2002 Leiter des Projekts Brennstoffzelle am Forschungszentrum Jülich. "Das verdanken wir vor allem dem ausgeklügelten Design und der sehr effektiven Jülicher Werkstoffentwicklung."

Zurzeit kann sich die SOFC auf dem Markt noch nicht durchsetzen, denn Werkstoffe, Komponenten und Herstellverfahren sind deutlich zu teuer. Doch auch für den Wettlauf zum Überspringen dieser Hürde sind die Jülicher Forscher gut gerüstet. Sie arbeiten bereits intensiv an neuen Materialien, mit denen sie höchste Leistungen und die Langzeitstabilität der Zellen kostengünstig realisieren können. Ihr erklärtes Ziel ist ein 20-Kilowatt-System. Diese Größenordnung ist deshalb so interessant, weil sie vielfältige Einsatzmöglichkeiten bietet. "Ausgehend von einem 20-Kilowatt-SOFC-System kann man sozusagen in alle Richtungen operieren. Diese Leistung liegt an der oberen Grenze, um ein Mehrfamilienhaus mit Strom- und Wärme zu versorgen, und an der unteren Grenze, um ein Blockheizkraftwerk für eine Siedlung zu betreiben", erklärt Robert Steinberger-Wilckens und fügt hinzu: "Ein komplettes, in einem Gebäude einsetzbares 20-Kilowatt-SOFC-System haben wir für 2004 fest angepeilt."

Peter Schäfer | idw
Weitere Informationen:
http://www.fz-juelich.de/aktuelles/pressemitteilungen.html
http://www.fz-juelich.de/iwv/SOFC9kWjuelichstack.pdf

Weitere Berichte zu: Hochtemperatur-Brennstoffzelle SOFC Wasserstoff Weltrekord

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Energie und Elektrotechnik:

nachricht Wie Protonen durch eine Brennstoffzelle wandern
22.06.2017 | Empa - Eidgenössische Materialprüfungs- und Forschungsanstalt

nachricht Omicron Diodenlaser mit höherer Ausgangsleistung und erweiterter Garantie
20.06.2017 | Omicron - Laserage Laserprodukte GmbH

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Energie und Elektrotechnik >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Can we see monkeys from space? Emerging technologies to map biodiversity

An international team of scientists has proposed a new multi-disciplinary approach in which an array of new technologies will allow us to map biodiversity and the risks that wildlife is facing at the scale of whole landscapes. The findings are published in Nature Ecology and Evolution. This international research is led by the Kunming Institute of Zoology from China, University of East Anglia, University of Leicester and the Leibniz Institute for Zoo and Wildlife Research.

Using a combination of satellite and ground data, the team proposes that it is now possible to map biodiversity with an accuracy that has not been previously...

Im Focus: Klima-Satellit: Mit robuster Lasertechnik Methan auf der Spur

Hitzewellen in der Arktis, längere Vegetationsperioden in Europa, schwere Überschwemmungen in Westafrika – mit Hilfe des deutsch-französischen Satelliten MERLIN wollen Wissenschaftler ab 2021 die Emissionen des Treibhausgases Methan auf der Erde erforschen. Möglich macht das ein neues robustes Lasersystem des Fraunhofer-Instituts für Lasertechnologie ILT in Aachen, das eine bisher unerreichte Messgenauigkeit erzielt.

Methan entsteht unter anderem bei Fäulnisprozessen. Es ist 25-mal wirksamer als das klimaschädliche Kohlendioxid, kommt in der Erdatmosphäre aber lange nicht...

Im Focus: Climate satellite: Tracking methane with robust laser technology

Heatwaves in the Arctic, longer periods of vegetation in Europe, severe floods in West Africa – starting in 2021, scientists want to explore the emissions of the greenhouse gas methane with the German-French satellite MERLIN. This is made possible by a new robust laser system of the Fraunhofer Institute for Laser Technology ILT in Aachen, which achieves unprecedented measurement accuracy.

Methane is primarily the result of the decomposition of organic matter. The gas has a 25 times greater warming potential than carbon dioxide, but is not as...

Im Focus: How protons move through a fuel cell

Hydrogen is regarded as the energy source of the future: It is produced with solar power and can be used to generate heat and electricity in fuel cells. Empa researchers have now succeeded in decoding the movement of hydrogen ions in crystals – a key step towards more efficient energy conversion in the hydrogen industry of tomorrow.

As charge carriers, electrons and ions play the leading role in electrochemical energy storage devices and converters such as batteries and fuel cells. Proton...

Im Focus: Die Schweiz in Pole-Position in der neuen ESA-Mission

Die Europäische Weltraumagentur ESA gab heute grünes Licht für die industrielle Produktion von PLATO, der grössten europäischen wissenschaftlichen Mission zu Exoplaneten. Partner dieser Mission sind die Universitäten Bern und Genf.

Die Europäische Weltraumagentur ESA lanciert heute PLATO (PLAnetary Transits and Oscillation of stars), die grösste europäische wissenschaftliche Mission zur...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Veranstaltungen

Von Batterieforschung bis Optoelektronik

23.06.2017 | Veranstaltungen

10. HDT-Tagung: Elektrische Antriebstechnologie für Hybrid- und Elektrofahrzeuge

22.06.2017 | Veranstaltungen

„Fit für die Industrie 4.0“ – Tagung von Hochschule Darmstadt und Schader-Stiftung am 27. Juni

22.06.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Radioaktive Elemente in Cassiopeia A liefern Hinweise auf Neutrinos als Ursache der Supernova-Explosion

23.06.2017 | Physik Astronomie

Dünenökosysteme modellieren

23.06.2017 | Ökologie Umwelt- Naturschutz

Makro-Mikrowelle macht Leichtbau für Luft- und Raumfahrt effizienter

23.06.2017 | Materialwissenschaften