Automobilbau 23.09.2005, 18:40 Uhr

Bordstrom aus der kompakten Brennstoffzelle  

Der Reisemobilhersteller Hymer rüstet seine Luxusmodelle erstmals serienmäßig mit dieser alternativen Energiequelle aus.

Leichte Brennstoffzellen werden fit für den mobilen Alltag: Auf der 61. Internationalen Automobil-Austellung IAA vom 15. bis 25. September in Frankfurt ist auf dem Messestand von Hymer der weltweit erste Kfz-Serieneinsatz einer Direktmethanol-Brennstoffzelle zu sehen. Der Reisemobilhersteller aus Bad Waldsee rüstet seine S-Klasse zur autarken Bordstromversorgung mit der „SFC A50“ von Smart Fuel Cell, Brunnthal, aus. Der Vorteil: Anstatt elektrische Energie in schweren Akkus zu speichern, wird sie erst bei Bedarf vor Ort erzeugt.

Die für 2999 € angebotene Zelle liefert ohne störende Geräusche 50 W Nennleistung und kann täglich bis zu 100 Ah in eine 12-V-Bordbatterie einspeisen. Und das geschieht vollautomatisch – immer wenn die Spannung unter 12,5 V sinkt, schaltet sich das Gerät ein und lädt die Batterie nach.

Warum die Direkt-Methanol-Technologie bei Miniatur-Brennstoffzellen auch gegenüber dem Energieträger Wasserstoff Vorteile hat, erläutert SFC-Technikvorstand Jens Müller: „Das Handycap ist die geringe Speicherdichte des Wasserstoffs, die teure Metallhydridspeicher erforderlich macht, die zudem kaum Gewichtsvorteile gegenüber Lithium-Polymer-Batterien ermöglichen. Bei Direktmethanol-Brennstoffzellen gebe es diese Probleme nicht. Ihr Energieträger ist flüssig, leicht in Kunststoff-Patronen zu speichern und kostengünstig.

Bei dem von SFC verwendeten Brennstoffzellenaufbau dienen Navion-Ionenaustauscher-Membranen von DuPont als polymere Elektrolyten. Das aliphatische Perfluorsulfonsäurepolymer ähnelt dem chemisch nahezu inerten, hitzebeständigen Fluorkunststoff Teflon, enthält aber Sulfonsäuregruppen. Deren Ionen geben dem Kunststoffgerüst der daraus hergestellten sehr dünnen Folien laut Müller die entscheidende Möglichkeit, bei Raumtemperatur Protonen von der Anode zur Kathode zu transportieren ohne dabei Elektronen zu leiten.

Nafion hat ausgeprägt hygroskopische Eigenschaften, kann dadurch sehr viel Wasser aufnehmen und transportieren. Das ist die Basis für die sehr hohe Protonenleitfähigkeit des Materials. Durch gezielte Maßnahmen habe der Kunststoffhersteller erreicht, dass der ursprünglich mit dem hohen Wassertransport einhergehende unerwünschte Transport von Methanol so stark eingeschränkt werden konnte, dass heute mit dem Perfluorsäurepolymer kleine und leichte Energieversorgungssysteme realisierbar sind.

Die mögliche Gewichtseinsparung wird an der „SFC C20“, einem ultrakompakten Stromversorgungssystem (Nennleistung 20 W) der nächsten Generation deutlich. Im Rahmen eines Entwicklungsvertrags mit der Bundeswehr optimiert Smart Fuel Cell zur Zeit diese leichte Einheit für Soldaten im Einsatz. Gegenüber Akkus, die bei einer typischen dreitägigen Mission rund 12,6 kg wiegen, bringt die aktuelle „SFC C20“ inklusive des nötigen Methanols nur noch 3,3 kg auf die Waage. Ziel der Entwicklung ist ein Gewicht von nur noch 2,2 kg zu errreichen. Das entspräche einer Reduzierung um rund 83 % im Vergleich zu Akkus. K/Si

 

Ein Beitrag von:

  • Jürgen Siebenlist

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