Wasserstoff und Brennstoffzellen. Berichte aus der Forschung

Aktuelle nationale und internationale Förderprogramme verweisen auf die besondere Bedeutung der öffentlich geförderten Forschung bei der Entwicklung Erfolg versprechender Wasserstoff- und Brennstoffzellentechnologien. Im folgenden Beitrag sind eigenständige Kurzbeiträge deutscher Forschungseinrichtungen mit ausgewählten Aufgabenstellungen aus diesem Bereich gebündelt. Ein Schwerpunkt der Aktivitäten ist die Entwicklung von Systemen, die bereits heute in marktgerecht realisierbaren Anwendungen einsetzbar sind. Daneben werden aber auch Forschungsthemen behandelt, die einem verbesserten Verständnis der elektrochemischen Vorgänge in Brennstoffzellen und Elektrolyseuren dienen und zur Optimierung anwendungsspezifischer Leistungsdaten wie Lebensdauer und Wirkungsgrad führen können.

Present national and international funding programs support the development of promising hydrogen and fuel cell technologies. The discussion covers six reports by independent research groups in this field. The main thrust of the activities is on developing systems that already are achievable in the market. Also, research themes are considered that provide a better understanding of the electrochemical processes in fuel cells and electrolysis and of service life and efficiency. The report titles are "Direct Methanol Fuel Cells (DMFC) for Industrial Trucks" (J.Mergel); "High Temperature Electrolysis of Water with Metal-Bearing Solid Oxide Fuel Cells (SOFC)" (Schiller, G.); "Multifunctional Glass-ceramics as Fuel Cell Carrier Material" (Stelter, M.); "Micro Fuel Cell Systems for Mobile Terminals" (C. Hebling); "Material Developments and Gas Process Engineering" (A. Heinzel); and "In-situ Study Methods for Polymer Electrolyte Membrane (PEM) Fuel Cells" (L. Jörissen and C. Hartnig). DMFC systems are perceived as suitable in the kilowatts class for industrial trucks in the factory and freight forwarders. DMFC energy systems eliminate the need for conventional lead battery recharging. At the 2007 Hannover Fair, the Forschungszentrum Jülich presented the first electrical industrial truck with DMFC drive. The Institut für Technische Thermodynamik of the Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt has developed a high temperature SOFC and high temperature electrolysis. The Fraunhofer-Institut für Keramische Technologien und Systeme has developed portable fuel cell systems based on ceramic materials that are more reliable and compact with reduced production costs. The Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme develops micro fuel cells for mobile terminals in the 4-C market (cell phone, computer, camcorder, and cordless tools). Micro fuel cells have a growth rate of 14-18%/yr. The Zentrum für Brennstoffzellen Technik gGmbH develops bipolar plates and low to high temperature membrane fuel cells, and gas process engineering for gaseous fuels. The Zentrum für Sonnenenergie- und Wasserstoff-Forschung Baden-Württemberg studies synchrotron and neutron radiation for water housekeeping in fuel cells and has developed a neutron tomography method to study spatial water distribution in a fuel cell.