Zukunft: Spitzenleistung mit Brennstoffzelle

Brennstoffzelle: Die Brennstoffzelle ist wohl der Energieträger, auf den die meisten Anwender seit Jahren warten. Sie gewinnt Strom durch die chemische "kalte Verbrennung" von Wasserstoff und Sauerstoff, bei der - neben Energie - als Endprodukte lediglich Wasser und Wärme entstehen. Kern der Brennstoffzelle ist eine Membran, die zwar zum Sauerstoff strebende Wasserstoff-Protonen passieren lässt, aber die Wasserstoff-Elektronen einfängt. Diese Elektronendifferenz wird als Strom entnommen.

Da Wasserstoff aber erst bei -253°C flüssig wird, werden Brennstoffzellen oft mit Methanol oder anderen Treibstoffen betrieben. Hierbei werden ein Reformer und eine Pumpe benötigt, die den benötigten Wasserstoff produzieren und auf den nötigen Druck bringen. Brennstoffzellen werden meist mit einem Akku gekoppelt, der wenn nötig Spitzenleistungen abgeben kann und ständig von der Brennstoffzelle nachgeladen wird.

Derzeit kommen Brennstoffzellen vorrangig in großen Objekten wie Autos oder Minikraftwerken zum Einsatz, obwohl es bereits funktionierende Methanol-Brennstoffzellen samt Akku gibt, die mitsamt der oben genannten Peripherie kleiner als eine Handfläche sind. Alle Komponenten und Tanks werden derzeit weiter miniaturisiert und Energieträger wie Methanol soweit konzentriert, dass sie auch in kleinen Geräten zum flächendeckenden Masseneinsatz kommen können.

Lithium-Titanat: Als Energiespeicher kursieren derzeit etliche Konzepte, die sich aber allesamt bestenfalls im Prototyp-Stadium befinden. Einzige Ausnahme der marktreife Lithium-Titanat-Akku. Diese Weiterentwicklung des Li-Ion-Akkus nutzt eine nanostrukturierte Lithium-Titanat-Anode an Stelle der der herkömmlichen Kohlenstoff-Anode, wodurch die Lithium-Ionen leichter die Oberfläche der Anode erreichen können.

Er soll einen Einsatzbereich zwischen -35 und +75°C haben und mindestens 12 Jahre Lebensdauer aufweisen. Er soll in einer Minute auf 80 Prozent Kapazität aufladbar sein, nach 15.000 Ladezyklen noch 85 Prozent seiner Kapazität aufweisen und eine Energiedichte von 70 bis 90 Wh/kg aufweisen. Sein größtes Manko ist der derzeit noch sehr hohe Produktionspreis. (jp)