Jülich - Forscher des Forschungszentrum Jülich
http://www.fz-juelich.de ist ein Weltrekord bei Brennstoffzellen
gelungen: Mit Wasserstoff als Brenngas lieferte ein
Brennstoffzellenstapel aus 60 ebenen Einzelzellen eine Leistung von 13,3
Kilowatt. Diese Menge an Energie genügt, um ein Mehrfamilienhaus zu
Spitzenbedarfszeiten mit Strom zu versorgen. Eine weitere Sensation war
die geringe mittlere Betriebstemperatur von 760 Grad Celsius, die sich
günstig auf die Lebensdauer der verwendeten Materialien auswirkt.
Mit Brennstoffzellen lässt sich besonders viel Strom und Wärme aus
Brennstoffen wie Wasserstoff und Erdgas herausholen. Dabei entsteht im
Wasserstoff-Betrieb überhaupt kein CO2 und sogar im Erdgas-Betrieb
erheblich weniger als bei Verbrennungsmotoren und Heizkesseln. Zu den
viel versprechenden Kandidaten für den künftigen Einsatz in Gebäuden,
Kraftwerken und Fahrzeugen zählen die Hochtemperatur-Brennstoffzellen mit
Festelektrolyt, die so genannten Solid Oxide Fuel Cells SOFC.
Die Jülicher Experten bauen solche SOFCs, die sich durch einen dünnen
Elektrolyten und ebene Einzelzellen auszeichnen. In den jüngsten
Versuchsanordnungen ist es den Forschern gelungen, 60 solcher Zellen zu
einem Stapel (Stack) zu verschalten und mit Wasserstoff so zu betreiben,
dass an keiner Stelle 800 Grad Celsius deutlich überschritten wurden. Der
etwa 40 Zentimeter hohe Stack lieferte die Leistung von 13,3 Kilowatt.
Methan als Brennstoff wird auf Grund der herrschenden Temperatur direkt
im Stack in Wasserstoff und Kohlendioxid umgesetzt - ein Vorteil der SOFC
gegenüber anderen Brennstoffzellen-Typen. Dadurch ist die SOFC besonders
effizient. Außerdem kann der Aufbereitungsaufwand für das hauptsächlich
aus Methan bestehende Erdgas gering gehalten werden. Das senkt die Kosten
für das Gesamtsystem und ermöglicht außerdem den Einsatz in Fahrzeugen
zur Bordstromversorgung. Mit einem solchen Methan-Wasserstoff-Gemisch
erreichte der Stack immer noch eine Leistung von 11.900 Watt.
Der Jülicher Brennstoffzellen-Stapel läuft inzwischen seit über 1.100
Stunden im Dauerbetrieb. In dieser Zeit hat er nur etwa drei Prozent an
Leistung verloren. "Zurückzuführen ist das auf das Verhalten einzelner
Zellebenen, weniger auf das Altern des gesamten Stapels", erklärt Robert
Steinberger-Wilckens, Leiter des Projekts Brennstoffzelle am
Forschungszentrum Jülich. Für eine stationäre Stromversorgung sind
allerdings Betriebszeiten von über 40.000 Stunden notwendig, beim Einsatz
in Fahrzeugen reichen dagegen 5.000 bis 10.000 Stunden aus.
