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Allgemein

Brauchbare Prototypen

IM DEZEMBER 2000 urteilte Angelika Heinzel, damals noch am Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme (ISE) in Freiburg: „ Frühestens 2002 können wir eine brauchbare Mini-Brennstoffzelle abliefern.” Mit „frühestens” blieb die Brennstoffzellen-Expertin auf der sicheren Seite – denn so stimmt der Satz selbst noch im Jahr 3000.

Wie steht es heute um die seit langem angekündigten miniaturisierten Energiequellen, die chemische Energie in elektrische umwandeln? Kommerzielle Produkte gäbe es zwar immer noch nicht, räumt Heinzel ein, die jetzt Professorin an der Universität Duisburg ist und dort den Lehrstuhl für Energietechnik innehat. „Aber mit ‚brauchbare Prototypen‘ könnte man den Stand der Entwicklung schon beschreiben”, meint sie.

Ulf Groos, am Freiburger Fraunhofer-Institut für Marketing im Geschäftsfeld Wasserstofftechnologie zuständig, sagt über die Arbeiten dort: „Wir entwickeln jetzt komplette Brennstoffzellen-Systeme mit Pumpen, Ventilen und Regelung.” Bereits auf der Hannover Messe Industrie im April 2003 stellten die Freiburger, zusammen mit der Gelsenkirchener Firma Masterflex, ein tragbares Brennstoffzellen-System vor, das in einen kleinen Trolly-Koffer passt. Die „Power Box” hat eine Dauerleistung von über 50 Watt, sagen ihre Erbauer. Mit einem wasserstoffgefüllten Metallhydridspeicher kann der Polymer-Elektrolyt-Membran(PEM)-Stack bis zu zehn Stunden lang Strom für einen Laptop erzeugen. 2004 soll die Power Box serienreif und als mobile Steckdose im Aktenkoffer verfügbar sein. Bei 750 Wattstunden Speicherinhalt – genug für 30 Stunden Vollbetrieb eines Notebooks – wiegt die Power Box sieben Kilogramm.

Doch nicht nur Wasserstoff könnte die mobilen Brennstoffzellen der Zukunft betreiben, sondern auch Methanol. Darauf hat sich in Deutschland die Smart Fuel Cell GmbH (SFC) in Brunnthal bei München spezialisiert. Das Unternehmen arbeitet seit drei Jahren mit verschiedenen Industriepartnern an einer marktfähigen Direkt-Methanol-Brennstoffzelle. Zusammen mit der Medion AG in Mülheim/Ruhr entwickelt SFC eine Energy Docking Station für Laptops, die 2004 zu kaufen sein soll. Diese netzunabhängige Stromquelle versorgt einen tragbaren Computer mit einer einzigen Methanol-Tankpatrone für etwa zehn Stunden. In einem weiteren Entwicklungsprojekt mit der Firma CONSEL in Langgöns-Dornholzhausen steckt SFC einen Laptop samt separatem Brennstoffzellen-System in einen Aktenkoffer. Die 125 Milliliter Methanol fassende Tankpatrone liefere genügend Energie für einen mindestens siebenstündigen Dauerbetrieb, versichert Smart Fuel Cell. Die Markteinführung ist auch hier für 2004 geplant.

Wird Wasserstoff oder Methanol bei den mobilen Brennstoffzellen das Rennen machen? Jürgen Mergel, Leiter der Abteilung Niedertemperatur-Brennstoffzelle am Forschungszentrum Jülich, glaubt: „Der Trend geht zu Methanol-Systemen. Aufs Gesamtsystem bezogen, liegt ihre Energiedichte heute bei 150 Wattstunden pro Kilogramm, die der Wasserstoffsysteme bei nur 60.” Zudem sind die Methanoltanks kleiner als die Wasserstoff-Metallhydridspeicher – bei gleichem Energieinhalt. Andererseits leistet die einzelne Direkt-Methanol-Zelle derzeit noch weniger als eine Wasserstoff-PEM-Zelle. Daher muss sie größer dimensioniert sein, wenn sie die gleiche Leistung wie eine Wasserstoff-Zelle bringen soll.

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Dass die neuen Brennstoffzellen-Systeme die klassischen Stromspeicher Batterie und Akku verdrängen, hält Ulf Groos für unwahrscheinlich: „In den meisten portablen Anwendungen wird man künftig Hybridsysteme aus Akku und Brennstoffzelle verwenden. Das heißt: Die Brennstoffzelle wird als geräteintegrierte Ladeeinheit verwendet, die bei Bedarf einen internen Akku speist.”

Rolf Sterbak

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