Hohe Effizienz und niedriges Emissionsniveau sind die Hauptanforderungen an Antriebssysteme der Zukunft. Brennstoffzellen können diese Anforderungen erfüllen. Für den Einsatz in mobilen Anwendungen sind Niedertemperatur-Brennstoffzellen am besten geeignet. Aufgrund ihrer hohen Leistungsdichte und ihres hohen Wirkungsgrades sind sie besonders interessant für die Automobilindustrie. Bei den Niedertemperatur-Brennnstoffzellen mit Feststoffmembranen als Ionenleiter (PEM-FC = Proton Exchange Membrane Fuel Cells) wird Wasserstoff elektrochemisch umgewandelt. Sie können schon bei Raumtemperatur betrieben werden und liefern bei 60 - 80 Grad C und einem Druck von 1.2 - 2 bar eine hinreichende Stromausbeute. PEM-Brennstoffzellen benötigen für den Betrieb Wasserstoff, allerdings kann dieser nicht in ausreichender Menge in Gastanks im Pkw mitgeführt werden. Werden Treibstoffe wie Methanol oder flüssige Kohlenwasserstoffe verwendet, ist eine Reformierung notwendig. Dazu werden die PEM-Stapel mit einem Reformer kombiniert, in dem der Brennstoff in Kohlendioxid und Wasserstoff gespalten wird. Ein Brennstoffzellen-Antriebssystem basierend auf einem wasserstofferzeugenden System z.B. aus Methanol-Reformer, katalytischem Brenner, Gasreinigungseinheit, Brennstoffzellen und einem Elektromotor bietet attraktive Möglichkeiten, da das Konzept die Komponenten eines Elektro-Antriebs mit der Speicherkapazität eines flüssigen Treibstoffs verbindet. Allerdings stellt das hohe Gweicht des Gesamtsystems noch ein Problem dar. Obwohl bereits erste Konzeptfahrzeuge mit Brennstoffzellen-Antrieb eingesetzt werden, muss noch viel getan werden, bis diese Systeme in großem Umfang wirtschaftlich realisiert werden können. Die Miniaturisierung der Systemkomponenten wird daher ein wichtiger Bestandteil künftiger Entwicklungsprozesse sein.
Brennstoffzellen für mobile Anwendungen
Fuel cells for mobile applications
2000
2 Seiten, 2 Bilder
Article (Journal)
German
Brennstoffzellen mit Polymermembranen für mobile Anwendungen
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