Zink-Luft-Brennstoffzellen als Energiequelle für Rollstuhl mit Elektroantrieb

Im Rahmen der Fachmesse Reha Care 2002, Düsseldorf, wurde ein mit Zink-Luft-Feststoff-Brennstoffzellen ausgestatteter Rollstuhl mit Elektroantrieb zum ersten Mal der Öffentlichkeit präsentiert.

Ein Rollstuhl mit Elektroantrieb der Firma Sunrise Medical GmbH wurde in einer ersten Testreihe mit 50 Zink-Luft-Brennstoffzellen mit einer Gesamtkapazität von 160 Amperestunden ausgestattet.

Die ersten Resultate des Gemeinschaftsprojektes von Sunrise Medical GmbH und Zoxy Energy Systems AG zeigen eine deutliche Verbesserung der Gesamtreichweite. In ersten Testläufen konnte die Reichweite um das Dreifache auf 110 km erhöht werden. Mit der Verwendung von Zoxy Zink-Luft-Zellen anstelle von Bleibatterien wird zusätzlich das Gesamtgewicht um 14 kg reduziert. Aufgrund der elektrischen Wiederaufladbarkeit der Zink-Luft-Zellen kann der Nutzer sein Fortbewegungsmittel wie gewohnt am Stromnetz aufladen und büßt keinerlei Bedienungskomfort ein. In weiteren Untersuchungen und Testverfahren soll nun die Anpassung der beiden Systeme Rollstuhl und Zoxy Zink-Luft-Zelle optimiert werden, um den Schritt vom Prototypen-Stadium zum Serieneinsatz voranzutreiben.

Diese Zink-Luft-Brennstoffzellen werden seit 1992 durch die Zoxy Energy Systems AG entwickelt, auf Initiative und mit Unterstützung der Energieunternehmen EnBW Energie Baden Württemberg AG und der Stadtwerke Karlsruhe GmbH. Inzwischen besitzen die Zoxy Zellen Marktreife und werden in Serienproduktion im sächsischen Freiberg hergestellt.

Ausgangspunkt für die Entwicklung der Zink-Luft-Feststoff-Brennstoffzelle war die Suche nach fortgeschrittenen Energiespeichersystemen für elektrische Fahrzeuge, um diesen eine größere Reichweite zu ermöglichen.

Die Zink-Luft-Feststoff-Brennstoffzellen zeichnen sich gegenüber konventionellen Energiespeichern durch einen deutlich höheren Energieinhalt aus. Die Energiedichte der Zoxy Zelle ist z.B. zehnmal so hoch wie die von Bleisystemen und ungefähr dreimal so hoch wie die von Lithiumsystemen. In der Zelle reagiert Luftsauerstoff mit Zink zu Zinkoxid. Dabei wird elektrische Energie abgegeben.

Ist die Zink-Luft Brennstoffzelle entladen, gibt es zwei Möglichkeiten, die Ausgangskapazität wieder herzustellen: Entweder wird die Feststoff-Anode – also das Zink – ausgetauscht oder die Zelle wie eine herkömmliche Akku-Batterie an eine externe Energiequelle angeschlossen und wieder aufgeladen. Das Zink-Luft-System ist halb Batterie, halb Brennstoffzelle. Es wird Feststoff-Brennstoffzelle genannt, weil einer der Reaktionspartner nicht wie bei Brennstoffzellen Wasserstoffgas ist, sondern Zink als Feststoff.

ZOXY, EnBW und die Stadtwerke Karlsruhe sind gemeinsam Inhaber der weltweiten Schutzrechte der Basistechnologie des ZOXY-Systems. Im Sommer 2002 wurde eine Lizenz über die Produktion und Vermarktung von ZOXY Zink-Luft-Zellen an ein Konsortium in Südafrika vergeben.