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Hirnschrittmacher und Brennstoffzellen

15.04.2004


Mit interessanten Entwicklungen zur Energieforschung und Medizin zeigt sich das Forschungszentrum Jülich auf der diesjährigen Hannover Messe, der größten Industriemesse der Welt. Wissenschaftler aus mehreren Instituten stellen vom 19. bis 24. April verschiedene Exponate vor - von der Brennstoffzelle bis zum bedarfsgesteuerten Hirnschrittmacher für Parkinsonkranke.



Brennstoffzellen für die Energieversorgung - von der Entwicklung bis zur Markteinführung



(Gemeinschaftsstand NRW, Halle 13, Stand E 76;
Gemeinschaftsstand "Wasserstoff & Brennstoffzellen", Halle 13, Stand F 53/2)


Auf dem "Gemeinschaftsstand NRW" präsentiert das Forschungszentrum Jülich Polymerelektrolyt-Brennstoffzellen (PEFC), ein Brenngaserzeugungsmodul zur Wasserstoffproduktion aus Dieselkraftstoff und ein internettaugliches E-learning-Modul zur Weiterbildung von Fachkräften. PEFCs gehören zu den Niedertemperatur-Brennstoffzellen und arbeiten bei 60 bis 100 °C. Sie eignen sich z.B. als Energiewandler für neuartige Fahrzeugantriebe und als dezentrale Kraft-Wärme-Kopplungsanlagen für die stationäre Energieversorgung. Die Wissenschaftler zeigen einen kompakten Brennstoffzellenstapel (Stack), der eine Leistung von 5 Kilowatt liefert. Das Kernstück jeder Brennstoffzelle ist die Membran-Elektroden-Einheit (MEE): Sie wird am Institut für Werkstoffe und Verfahren der Energietechnik (IWV-3) mittlerweile überwiegend mit einer Beschichtungsmaschine, dem Deskcoater, und nicht mehr von Hand gefertigt: Damit können die Wissenschaftler spezielle Brennstoffzellenkomponenten industrienah, kostengünstig und mit hoher, reproduzierbarer Qualität fertigen.

Das gezeigte Brenngaserzeugungsmodul der 10-Kilowatt-Klasse wandelt schwefelarmen, konventionellen Dieselkraftstoff - oder Heizöl, Kerosin und Biodiesel - in wasserstoffhaltiges Brenngas um. Die Reformierung macht diese flüssigen Energieträger für die Brennstoffzelle nutzbar - etwa für die PEFC oder die Festoxid-Brennstoffzelle (SOFC für Solid Oxide Fuel Cell).

Jülicher Forscher unterstützen Industrie und Handwerk bei der Markteinführung der vielversprechenden Brennstoffzellen-Technologie. Im Rahmen des Projekts "Weiterbildungs- und Demonstrationszentrum Brennstoffzelle" betreibt das IWV-3 Schulungsanlagen, organisiert Praxisseminare und hat jetzt multimediale Lerneinheiten im Internet zugänglich gemacht (www.bfe.de/lernprogramme/v2/bsz), die auf der Messe vorgestellt werden.

Komponenten der Festoxid-Brennstoffzelle (SOFC) präsentieren die Forscher auf dem Gemeinschaftsstand "Wasserstoff & Brennstoffzellen". Die SOFC gehört zu den Hochtemperatur-Brennstoffzellen (700°C bis 1000 °C) und ist vor allem für die stationäre Strom- und Wärmeerzeugung interessant. Jülicher Wissenschaftler arbeiten an fortgeschrittenen SOFCs mit planaren Zellen und dünnem Elektrolyten. Mit einem methanbetriebenen System haben sie bereits Leistungen von über 5 Kilowatt erreicht. Die Wissenschaftler zeigen, wie solche Zellen hergestellt werden - vom Pulver bis zum fertigen Brennstoffzellenstapel.

Neuer Hirnschrittmacher für Parkinsonkranke

(VDI-Gemeinschaftsstand "Future in Motion", Halle 18, 1. OG, Stand K 03)

Ein interdisziplinärer Forschungszweig am Jülicher Institut für Medizin hat ein Verfahren für die Tiefenhirn-Stimulation weiterentwickelt, um unter anderem Parkinson-Patienten individueller und mit geringeren Nebenwirkungen behandeln zu können. Die Nervenzellen von Parkinson-Patienten feuern ungebremst gleichzeitig - synchron -, statt gezielt nacheinander. Bei der Tiefenhirn-Stimulation wird über ein kleines Bohrloch im Schädel eine Elektrode genau in die erkrankte Hirnregion platziert. Ein Impulsgeber im Bereich des Schlüsselbeins versorgt die Elektrode mit Strompulsen. Bei der bislang angewendeten Hochfrequenz-Stimulation werden krankhaft überaktive Hirngebiete ausgeschaltet. Dieser Methode der Dauerreizung stellt das Forschungszentrum Jülich eine neuartige, sanftere Stimulationsmethode gegenüber.

Das Jülicher Institut für Medizin und die Klinik für Stereotaxie und Funktionelle Neurochirurgie der Universität zu Köln haben einen bedarfsgesteuerten Hirnschrittmacher entwickelt, der im Jülicher Zentralinstitut für Elektronik umgesetzt wurde. Auf der Hannovermesse stellen die Wissenschaftler das neue Verfahren vor: Dabei werden die elektrischen Pulse nicht mehr als Dauerstimulation, sondern einzeln und bedarfsgesteuert gesendet. Die Nervenzelltätigkeit in den überaktiven Gehirnbereichen wird nicht unterdrückt, sondern desynchronisiert: Immer dann, wenn die Nervenzellen übermäßig synchron feuern wollen, werden sie durch gezielte Reize aus dem Takt gebracht. "Synchronisationstomographie" heißt eine neue Methode, mit der sich die Synchronisation der Hirnzellen besser messen lässt als bisher. Mittels der Synchronisationstomographie wird der bedarfsgesteuerte Hirnschrittmacher für die klinische Nutzung optimiert. Er ist noch nicht in der klinischen Anwendung, aber erste Tests waren bereits Erfolg versprechend.

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

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