Sonderpreis des f-cell-Awards an der Hochschule Esslingen in der Brennstoffzellentechnik

Die Hochschule Esslingen hat gemeinsam mit der Universität Stuttgart eine Methode entwickelt, um die elektrische Leitfähigkeit von Brennstoffzellen um ein vielfaches präziser zu messen als bisher. Für diese Entwicklung erhielt sie einen Sonderpreis des „f-cell-Awards“ für studentische Projekte.

Viele Unternehmen und Forschungseinrichtungen arbeiten an der Optimierung der Brennstoffzelle. Dafür wurde vom Umweltministerium Baden-Württemberg und der Wirtschaftsförderung Region Stuttgart ein Preis ausgelobt, der besonders bedeutende Innovationen honoriert. Der Sonderpreis für studentische Projekte wurde in diesem Jahr an die Fakultät Grundlagen der Hochschule Esslingen und das Institut für Physikalische Chemie der Universität Stuttgart verliehen. Die Fakultät Grundlagen ist am Institut für Brennstoffzellentechnik der Hochschule Esslingen beteiligt.

Unter Leitung von Prof. Dr. Renate Hiesgen, Hochschule Esslingen, und Prof. Dr. Emil Roduner, Universität Stuttgart, wurde eine neue Methode entwickelt, die einen Einblick in das Innenleben einer Brennstoffzelle gibt und darüber hinaus die Protonenleitfähigkeit der Membran ortsaufgelöst messen kann. Elena Aleksandrova, die in ihrer Doktorarbeit an diesem Thema arbeitet, erklärt: „Die Membran der Brennstoffzelle ist keinesfalls gleichmäßig leitfähig. Die neue Messmethode mit einer Auflösung von bis zu zehn Nanometern macht große ionisch nicht aktive Flächen sichtbar.“ Für diese Arbeit erhielten die beiden beteiligten Institute einen mit 1.500 Euro dotierten Sonderpreis des „f-cell-Awards“.

Die wichtigste Komponente einer Brennstoffzelle ist die so genannte Membran-Elektroden-Einheit. Diese „Polymerelektrolyt-Membran“ besitzt eine Leitfähigkeit für Ionen, aber nicht für Elektronen. Die Anzahl, Verteilung und Größe der Ionen leitenden Kanäle hängen sehr stark von den Umweltbedingungen z. B. vom Wassergehalt der Membran ab. Sie hat somit einen großen Einfluss auf die Verteilung des Stromes in der Membran und auch auf die Kontaktierung zwischen der Membran und den beidseitigen aufgebrachten Elektroden. Die neu entwickelte Methode liefert hier auf anderem Weg nicht zugängliche, detaillierte Informationen auf molekularer Längenskala.

In Zukunft können die Membraneigenschaften mit dem elektrochemischen Rasterkraftmikroskop gemessen und sichtbar gemacht werden.

„Diese Methode ist von großer Bedeutung für die Weiterentwicklung von Brennstoffzellenmembranen. Wir sind froh, im Institut für Brennstoffzellentechnik an der Hochschule Esslingen eine Organisationseinheit zu haben, das diese Entwicklung unterstützt“, sagte Prof. Dr. Renate Hiesgen. Dieses Forschungsprojekt war trotzdem nur realisierbar, weil die Arbeiten im Rahmen einer gemeinsam mit der Universität Stuttgart betreuten Doktorarbeit durchgeführt werden können.