Brennstoffzellen: Kraftwerke für die Hosentasche

Brennstoffzellen gelten als die Energieträger des 21. Jahrhunderts. Und nicht im Auto, sondern in der Akten- oder Hosentasche werden Verbraucher wahrscheinlich auf die ersten Kleinkraftwerke treffen, die Marktreife erreicht haben. Mit Alkohol oder Wasserstoff als Treibstoff sollen in nicht allzu ferner Zukunft Notebooks und Handys laufen. Geht den Geräten der Saft aus, füllt man einfach nach.
Anfang Oktober stellte der japanische Elektronikkonzern Toshiba zwei MP3-Player mit DMFC-Brennstoffzellen vor, die Methanol-Alkohol als Treibstoff nutzen. Das größere Gerät hat eine Festplatte und eine Kantenlänge von mehr als 12 Zentimetern. Die Brennstoffzelle hat einen Zehn-Milliliter-Tank. Das garantiert laut Toshiba Laufzeiten von bis zu 60 Stunden. Das kleinere Gerät ist nicht größer als ein Kaugummipäckchen, hat einen Flash-Speicher und fasst 3,5 Milliliter Treibstoff, was für 35 Stunden Musikgenuss reichen soll.

Canon will Drucker, Kameras, Handys und MP3-Player künftig mit so genannten PEM-Brennstoffzellen antreiben. Ein Prototyp wurde Anfang November in Tokio vorgestellt. Im Gegensatz zu vielen Mitbewerbern setzen die Canon-Entwickler auf Wasserstoff als Energieträger.

Die Energiegewinnung von Brennstoffzellen beruht auf der Knallgasreaktion von Wasser- und Sauerstoff. Kommen beide Elemente zusammen, reagieren sie explosionsartig miteinander. Ein Teil Sauerstoff und zwei Teile Wasserstoff ergeben ein Teil Wasser. In einer Brennstoffzelle läuft die Reaktion kontrolliert ohne Explosion ab. Die dabei frei werdende Energie kann als Strom genutzt werden.

Von der Schulbuch-artigen Reaktion weichen die eingesetzten Brennstoffzellentechnologien jedoch schon aus Sicherheitsgründen ab. Nach Angaben der Initiative Brennstoffzelle (IBZ) in Essen haben sich im Bereich der Mikroanwendungen zwei Technologien etabliert: Polymer-Membran-Brennstoffzellen (PEMFC), die mit gasförmigem Wasserstoff betrieben werden, und Direktmethanolbrennstoffzellen (DMFC), bei denen Methanol als Brennstoff direkt in der Zelle umgesetzt wird. Als drittes System werden PEM-Brennstoffzellen verwendet, die mit Methanol betankt werden, das in einem so genannten Reformer zu Wasserstoff und Kohlendioxid umgesetzt wird.

Laut IBZ haben viele andere Elektronik-Unternehmen unter anderem Sony, NEC, NTT DoCoMo und Hitachi in der Vergangenheit schon Brennstoffzellenhandys oder -kameras vorgestellt. Ein marktreifes Gerät war bislang nicht darunter.

Weil Geräte mit Brennstoffzellen anfangs deutlich teurer sein dürften als Konkurrenzprodukte mit herkömmlicher Technik, reiche es nicht, Akkus durch Brennstoffzellen ersetzen zu wollen, sagt der Ingenieur Robert Hahn vom Fraunhofer-Institut für Zuverlässigkeit und Mikrointegration (IZM) in Berlin. Er hat Minibrennstoffzellen entwickelt, die nur wenige Kubikzentimeter groß sind und eine höhere Energiedichte als Batterien besitzen.

Wenn sich Verbraucher für die neue Technik begeistern sollen, müssen Brennstoffzellen deutlich länger Strom liefern als die bisher eingesetzten Lithium-Ionen-Akkus. Als Schwelle für die Marktreife gilt dem Experten zufolge die dreifache Energiedichte: Bei gleicher Baugröße liefert die Brennstoffzelle dreimal länger Strom. Oder der dreifache Verbrauch ist in gleicher Zeit möglich, was in Zukunft für stromfressende Anwendungen wie Fernsehen am Handy von Nutzen sein wird.

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