Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Vom Labor auf die Straße: Sauber unterwegs mit Brennstoffzellen

01.10.2004


Forschungszentrum Jülich und NRW-Wissenschafts-Ministerium stellen Brennstoffzellen-getriebenes Elektromobil "JuMOVe" vor



Dieser Flitzer auf vier Rädern hat es in sich - im wahrsten Sinne des Wortes: Wissenschaftler des Forschungszentrums Jülich haben ein kommerzielles Elektrofahrzeug mit einer Brennstoffzelle ausgerüstet, die das Gefährt über einen Elektromotor antreibt. Der Clou dabei: Die eingebaute Brennstoffzelle ist eine Direktmethanol-Brennstoffzelle (DMFC), die - im Gegensatz zu vielen anderen Brennstoffzellen-Typen - keinen gasförmigen Wasserstoff braucht, sondern flüssiges Methanol in Strom umwandelt. Der Vorteil liegt auf der Hand: Flüssiges Methanol ist leichter zu handhaben und zu lagern als gasförmiger Wasserstoff; das Fahrzeug wird betankt, wie wir es gewöhnt sind.



NRW-Wissenschaftsministerin Hannelore Kraft freute sich über den Erfolg der Jülicher Wissenschaftler: "Brennstoffzellen als zukünftige Energiewandler haben überzeugende Eigenschaften. Sie sind beispiellos sauber, umweltfreundlich, effizient und für den Einsatz in Fahrzeugen, Laptops und kleinen Kraftwerken derzeit in aller Munde. Mit dem Elektrofahrzeug ,JuMOVe’ haben die Jülicher Wissenschaftler eine mögliche Anwendung von Brennstoffzellen im mobilen Bereich demonstriert." Das Ministerium für Wissenschaft und Forschung NRW hat die Entwicklung der Brennstoffzellentechnologie am Forschungszentrum Jülich in den vergangenen vier Jahren mit rund 1,5 Millionen Euro unterstützt.

"Die größte Herausforderung bestand darin, das gesamte System bestehend aus der Brennstoffzelle sowie allen zum Betrieb erforderlichen Komponenten so auszulegen, dass es in das Fahrzeug passt. Das Fahrzeug selbst sollte sich dabei äußerlich kaum verändern - und das haben wir auch erreicht", beschreibt Prof. Detlef Stolten, Leiter des Instituts für Energieverfahrenstechnik (IWV-3), die Leistung seines Teams. "Dieses ’Engineering’ ist ein unverzichtbarer Bestandteil moderner Brennstoffzellenforschung."

Um das Elektromobil mit Brennstoffzellenantrieb zum Laufen zu bringen, haben mehrere Arbeitsgruppen innerhalb des IWV-3 und die Zentralabteilung Technologie (ZAT) eine reife Mannschaftsleistung hingelegt. Statt mit drei herkömmlichen Bleiakkumulatoren, wie der Hersteller sie eingebaut hat, fährt das Fahrzeug nun mit einem Hybridantrieb aus Brennstoffzelle und Lithum-Ionen-Akkumulator. Im regulären Betrieb treibt die Brennstoffzelle den Elektromotor des Fahrzeugs an. Die Batterie kommt bei besonderer Belastung ins Spiel, also beim Anfahren oder beim Bergauffahren. Die Brennstoffzelle lädt den Akku dann immer wieder auf. Mit einer Tankfüllung hat das Fahrzeug eine etwa doppelt so hohe Reichweite von geschätzten 120 Kilometern, außerdem entfällt das "Auftanken" an der Steckdose: Das Fahrzeug ist jederzeit einsatzbereit.

Viel Entwicklungsarbeit im Detail ist in dieses Projekt geflossen: So hat der eingebaute Brennstoffzellen-Stapel ("Stack") eine Leistung von 1,3 Kilowatt und besteht aus 100 einzelnen Zellen. Das Kernstück jeder Zelle ist die Membran-Elektroden-Einheit (MEA für membrane electrode assembly). Solche MEAs werden am IWV-3 inzwischen maschinell - und nicht mehr von Hand - hergestellt. So können die Wissenschaftler die Herstelltechnik von Brennstoffzellen weiter voran treiben und Komponenten industrienah, kostengünstig und mit hoher Qualität fertigen.

Die Elektroden der Brennstoffzellen enthalten Platin als Katalysator. Das Edelmetall ermöglicht einerseits die chemische Reaktion, aus der Strom gewonnen wird, andererseits ist es sehr teuer. Den Forschern ist es gelungen, das Platin sehr sparsam in den Elektroden zu platzieren und so die Menge auf die Hälfte im Vergleich zum bisherigen Stand der Technik zu reduzieren. Zudem haben sie für die Zellbauteile einen speziellen Graphit anstelle von metallischen Werkstoffen verwendet. So wird der Stack leichter und preiswerter. Schließlich wurden viele Funktionen - etwa die Versorgung mit Methanol - in den Stack integriert. Das neue Design spart Platz und hat "Folgen" für die umgebenden System-Komponenten. So ist es beispielsweise nicht mehr nötig die Luft - den Reaktionspartner des Methanols - vorzuwärmen oder zu befeuchten. Alles in allem haben die Wissenschaftler das komplette System dabei um den Faktor drei bis vier "geschrumpft" und so für das Elektrofahrzeug passend gemacht.

Erste Fahrtests hat das Jülicher Demonstrationsfahrzeug inzwischen erfolgreich bestanden. Nun wird es auf Herz und Nieren geprüft. Und im Oktober geht es auf große Tournee: Beim "Fuel Cell Seminar 2004" in San Antonio, Texas, wird das Elektromobil Anfang November etwa 2000 Konferenzteilnehmern vorgestellt. "Mit unserem Demonstrationsfahrzeug wollen wir aber auch potenzielle Industriepartner ansprechen, um das System gemeinsam mit ihnen weiterzuentwickeln", blickt Detlef Stolten in die Zukunft.

Peter Schäfer | idw
Weitere Informationen:
http://www.fz-juelich.de

Weitere Berichte zu: Brennstoffzelle Elektrofahrzeug IWV-3 Methanol

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Energie und Elektrotechnik:

nachricht Wärme in Strom: Thermoelektrische Generatoren aus Nanoschichten
16.03.2017 | Universität Duisburg-Essen

nachricht Flüssiger Treibstoff für künftige Computer
15.03.2017 | Eidgenössische Technische Hochschule Zürich (ETH Zürich)

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: Fliegende Intensivstationen: Ultraschallgeräte in Rettungshubschraubern können Leben retten

Etwa 21 Millionen Menschen treffen jährlich in deutschen Notaufnahmen ein. Im Kampf zwischen Leben und Tod zählt für diese Patienten jede Minute. Wenn sie schon kurz nach dem Unfall zielgerichtet behandelt werden können, verbessern sich ihre Überlebenschancen erheblich. Damit Notfallmediziner in solchen Fällen schnell die richtige Diagnose stellen können, kommen in den Rettungshubschraubern der DRF Luftrettung und zunehmend auch in Notarzteinsatzfahrzeugen mobile Ultraschallgeräte zum Einsatz. Experten der Deutschen Gesellschaft für Ultraschall in der Medizin e.V. (DEGUM) schulen die Notärzte und Rettungsassistenten.

Mit mobilen Ultraschallgeräten können Notärzte beispielsweise innere Blutungen direkt am Unfallort identifizieren und sie bei Bedarf auch für Untersuchungen im...

Im Focus: Gigantische Magnetfelder im Universum

Astronomen aus Bonn und Tautenburg in Thüringen beobachteten mit dem 100-m-Radioteleskop Effelsberg Galaxienhaufen, das sind Ansammlungen von Sternsystemen, heißem Gas und geladenen Teilchen. An den Rändern dieser Galaxienhaufen fanden sie außergewöhnlich geordnete Magnetfelder, die sich über viele Millionen Lichtjahre erstrecken. Sie stellen die größten bekannten Magnetfelder im Universum dar.

Die Ergebnisse werden am 22. März in der Fachzeitschrift „Astronomy & Astrophysics“ veröffentlicht.

Galaxienhaufen sind die größten gravitativ gebundenen Strukturen im Universum, mit einer Ausdehnung von etwa zehn Millionen Lichtjahren. Im Vergleich dazu ist...

Im Focus: Giant Magnetic Fields in the Universe

Astronomers from Bonn and Tautenburg in Thuringia (Germany) used the 100-m radio telescope at Effelsberg to observe several galaxy clusters. At the edges of these large accumulations of dark matter, stellar systems (galaxies), hot gas, and charged particles, they found magnetic fields that are exceptionally ordered over distances of many million light years. This makes them the most extended magnetic fields in the universe known so far.

The results will be published on March 22 in the journal „Astronomy & Astrophysics“.

Galaxy clusters are the largest gravitationally bound structures in the universe. With a typical extent of about 10 million light years, i.e. 100 times the...

Im Focus: Auf der Spur des linearen Ubiquitins

Eine neue Methode ermöglicht es, den Geheimcode linearer Ubiquitin-Ketten zu entschlüsseln. Forscher der Goethe-Universität berichten darüber in der aktuellen Ausgabe von "nature methods", zusammen mit Partnern der Universität Tübingen, der Queen Mary University und des Francis Crick Institute in London.

Ubiquitin ist ein kleines Molekül, das im Körper an andere Proteine angehängt wird und so deren Funktion kontrollieren und verändern kann. Die Anheftung...

Im Focus: Tracing down linear ubiquitination

Researchers at the Goethe University Frankfurt, together with partners from the University of Tübingen in Germany and Queen Mary University as well as Francis Crick Institute from London (UK) have developed a novel technology to decipher the secret ubiquitin code.

Ubiquitin is a small protein that can be linked to other cellular proteins, thereby controlling and modulating their functions. The attachment occurs in many...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

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

Lebenswichtige Lebensmittelchemie

23.03.2017 | Veranstaltungen

Die „Panama Papers“ aus Programmierersicht

22.03.2017 | Veranstaltungen

Über Raum, Zeit und Materie

22.03.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Besser lernen dank Zink?

23.03.2017 | Biowissenschaften Chemie

Lebenswichtige Lebensmittelchemie

23.03.2017 | Veranstaltungsnachrichten

Innenraum-Ortung für dynamische Umgebungen

23.03.2017 | Architektur Bauwesen