Japanische Wissenschaftler haben eine Brennstoffzelle entwickelt, die deutlich effizienter, langlebiger und sicherer sein soll als die bislang genutzten. Dies könnte langfristig einen Beitrag dazu leisten, mit Wasserstoff betriebene Brennstoffzellenfahrzeuge als Alternative zu konventionellen Verbrennerfahrzeugen attraktiver zu machen, berichtet Basic Thinking.
Demnach hat ein Forscherteam der Nagoya-Universität eine Brennstoffzelle mit einer deutlich verbesserten Leitfähigkeit der Polymerelektrolytmembran (PEM) entwickelt. Sechsmal so hoch soll diese bei einer Temperatur von 80 Grad sein. Bei klassischen PEMs werden mithilfe von Schwefelsäuregruppen Protonen freigesetzt. Die Forscher haben nun offenbar die Dichte dieser Schwefelsäuregruppen deutlich erhöhen können.
Die Forscher schreiben in ihrer Zusammenfassung der Erkenntnisse, dass „die Synthese eines vernetzten Polymers unter Verwendung eines Monomers mit geschützten Sulfonsäuregruppen, die leicht durch eine Base entschützt werden können, ein sehr effektiver Weg zur Herstellung von vernetzten PEMs mit hohem fsSA (Leitfähigkeit, Anm. d. Red.), die sehr hohe Leitfähigkeiten aufweisen können“ sei. Weitere Versuche zu „mechanische Eigenschaften, Trennfunktion und oxidative Stabilität“ seien in nächster Zeit vorgesehen, heißt es weiterhin.
Wichtiger Baustein für die Verkehrswende?
„Neben deutlich effizienteren Fahrzeugen mit Brennstoffzellen könnten so auch sicherere und langlebigere Modelle entstehen“, schreibt Basic Thinking dazu. Im Artikel wird die vollständige Elektrifizierung des Straßenverkehrs als wichtige Aufgabe im Sinne des Klimaschutzes beschrieben. Verbesserte Brennstoffzellenantriebe könnten hierbei ein wichtiger Baustein sein, um weitere sinnvolle Alternativen zu den klassischen Verbrennungsmotoren zu schaffen. Wann die japanische Neuentwicklung in Fahrzeugen eingesetzt werden kann, scheint noch völlig unklar.
In Japan haben Brennstoffzellen eine deutlich größere Bedeutung als in Europa, wo diese ein Nischendasein führen. Neben der im Vergleich zu batterieelektrischen Antrieben schlechten Energieeffizienz erfordert Wasserstoff große Mühen in Sachen Sicherheit und Lagerung, da er zum einen hochexplosiv ist und zum anderen bei sehr niedrigen Temperaturen gelagert wird. Dafür kann er dorthin transportiert werden, wo er benötigt wird – und der Tankvorgang an einer Tanksäule mit ausreichend hohem Druck dauert kaum länger als das Tanken eines Fahrzeugs mit Benzin- oder Dieselmotor.
Quelle: Basic thinking – „Technologie: Forscher entwickeln Brennstoffzelle mit enormer Leitfähigkeit“
Gute Nachricht, denn es gibt ja viele sinnvolle Anwendungen für Brennstoffzellen. Der PKW gehört nicht dazu.
Wenn das so wäre und auch in Serie hilfreich wäre, ist es eine gute Nachricht. Nur wird es der Brennstoffzelle im PKW nicht zum Durchbruch verhelfen. Denn ein Brennstoffzellenauto ist ein Elektroauto plus den Wasserstoffteil. Also komplizierter und ineffizienter. Vor allem wird in die BEV gerade so viel Entwicklungsgeld gepumpt, dass die Brennstoffzelle abgehängt wird.
Auffällig, dass nirgendwo eine Zahl der Verbesserung des Gesamt-Wirkungsgrades genannt wird – weder im obigen noch im Original-Artikel. Der generell (weil pysikbedingte!) schlechte Wirkungsgrad der Strom-Wandlung zu Wasserstoff und wieder zurück zu Strom kann eh nicht auf den Kopf gestellt werden!
Dafür steht bei Basic thinking: „[Die neue PEM] könnte langfristig zu einem klimaneutralen Verkehrssektor beitragen.“
Nur haben wir eben keine Zeit mehr, erst langfristig klimaneutral zu wirtschaften!
Im Auto, nein.
Die Verluste sind bereits vor der Umwandlung im Auto vorhanden. Etwa 45-50% Verlust entstehen durch die Erzeugung des Wasserstoffs und den Transport. Am Rad kommen dann noch 20-30% der Ausgangsenergie an. D.h. die verbesserte Brennstoffzelle kann nur die 20-35% Verlustanteil im Auto selbst verringern.
Zur Erinnerung: BEVs haben einen Well to wheel Verlust von ca. 30% insgesamt.
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Andererseits ist eine Tankstelle schon richtig geil… dafür kann man mal ordentlich Energie verballern.
Siehe den Beitrag
Die FCEV-Lobby auf 4 Rädern könnte in Zukunft durchaus Fortschritte machen, aber die BEV-Fraktion schläft nicht und könnte ihren Vorteil sogar noch deutlich ausbauen.
Bei einer Gewichtsreduzierung der Akkus von 90% dürfte sogar der FCEV-Vorteil in der Luft und auf dem Wasser dahinschmelzen, ebenso bei der stationären Speicherung von Ökostrom-Überschuss – viel mehr als eine Nische bliebe dann für die Brennstoffzellen nicht übrig.
„Bei klassischen PEMs setzen Schwefelsäuregruppen Protonen frei, die bei ihrem Weg durch die Membran Strom erzeugen.“
Daran ist leider so viel falsch, dass ich an der Qualifizierung des Autors zweifeln muss. Wohl gemerkt nicht vereinfacht, falsch.
Brennstoffzellen im Auto halte ich für total sinnvoll und zwar als Range-Extender. Die täglichen Kurzstrecken fährt man am effizientesten rein elektrisch. Aber für die gelegentliche Langstrecke benötigt man im E-Auto „nur noch“ eine Brennstoffzelle und einen Wasserstofftank. Ich verstehe auch nicht, warum Toyota den Mirai nicht als Plug-In-Hybrid anbietet.
Hat sich bei der ganzen Wasserstoffdiskussion eigentlichmal jemand Gedanken zum „Wasserstoffschlupf“ gemacht? Der sollte ja deutlich höher als bei Methan. H2 ist klein und wird mit deutlich höheren Drücken gespeichert, zudem hat es einer Studie zufolge ein 11x höheres Klimapotential als CO2.
Und was heißt das jetzt für die Effizienz der Brennstoffzelle insgesamt?
Kein Wort dazu.
Sieht eher nach einem Nebenkriegsschauplatz aus, nicht nach einem Durchbruch für das Gesamtsystem – wobei es mit der Erzeugung, Speicherung, Transport, Infrastruktur, Betankung und (Fahrzeugtank-)Tanklebensdauer ohnehin nichts zu tun hat – was wesentliche Kritikpunkte an dieser Technologie sind.
Effizient! Leistungsverlust!
Leute! Stoppt die Tagträume! Es wird Menschen geben, die keine Zeit an der Tankstelle verbringen können und wollen. Ihr wollt weg vom Benziner? Ok? Ihr wollt Maximale Energieausbeute! In der Wirtschaft spricht man vom MiniMax Prinzip – das gibt es nicht. Ihr könnt nicht die Welt anhalten. Wenn die Brennstoffzellen die Mobilität und nicht Immobilität fördert wie Batterien und Campen an der Ladestation ist das ein wichtiger Schritt. Das hat leider der geistig beschränkte Europäer noch nicht verstanden. Deshalb wird man uns früher oder später von links überholen. Mit Alternativen zu Batterien.
Euer Petrolhead
Speed and Power!
Wie lange will man eigentlich noch den Wert einer Technologie an dem Prinzip Tankstelle festmachen? Es hat sich derart in den Köpfen der Menschen festgefressen, dass ein Auto unbedingt in drei Minuten vollgetankt werden muss.
Dabei ist das bei BEVs weitgehend bedeutungslos geworden. Geladen wird wenn das Auto steht. Und dazu reicht eine Steckdose.
Dazu braucht es keine Bohrinseln, Oeltanker, Raffinerien, Tankstellen. Auch keine CO2 Anlagen die es aus der Atmosphäre extrahieren, keine H2 Produktionsanlagen.
Keine teure Infrastruktur um H2 zu transportieren und zu lagern, keine teure, aufändige Technik in den Fahrzeugen und vor allem keine Tankstellen.
Und für die Langstrecken, Ladeparks an den Autobahnen. Wieso also dieses sture festhalten an dem 3 Minuten Tankvorgang? Das ist doch schon krankhaft.