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Neue Materialien für Wasserstoff-Autos

Die Brennstoffzelle ist Hoffnungsträger und Sorgenkind zugleich. Wasserstoff-Autos stoßen harmlosen Wasserdampf aus anstatt klimaschädliches Kohlendioxyd. Doch ist die Technik mit mancher Hürde verbunden.

Einer der aktuell größten Nachteile: Die Kosten, die nicht zuletzt von dem sehr teuren Material Platin abhängen, das für den Katalysator in der Brennstoffzelle benötigt wird. Jetzt forschen die TU Berlin und Autobauer BMW an neuartigen Katalysatormaterialien für leistungsfähige Auto-Brennstoffzellen.

Grund-Problematik: Senkt man den Platingehalt in der Brennstoffzelle, sinkt auch die erzeugte elektrische Leistung noch schneller. Prof. Dr. Peter Strasser von der TU Berlin und seinem Team soll es in Kooperation mit der BMW-Forschungsabteilung jetzt gelungen sein, in einer autogerechten Wasserstoff-Brennstoffzelle das Katalysator-Trägermaterial chemisch so zu designen, dass trotz eines geringen Platineinsatzes hohe elektrische Leistung erzeugt wird. Ihre Ergebnisse wurden bereits in der renommierten Fachzeitschrift Nature Materials veröffentlicht.

Die technische Herausforderung sieht folgendermaßen aus: Aus einer ungleichmäßigen Ionomer-Verteilung resultiert ein hoher Widerstand gegen den Transport von Sauerstoffmolekülen, was wiederum zu einem hohen Verlust in der erzeugten elektrischen Spannung und Leistung führt. "In der jetzt veröffentlichten Arbeit beschreiben wir die Herstellung eines neuartigen, chemisch veränderten Kohlenstoffträgermaterials mit maßgeschneiderten Oberflächeneigenschaften", sagt Strasser. Dadurch sei es gelungen, eine bisher unerreicht gleichmäßige Verteilung des Ionomers auf diesem Trägermaterial zu erzielen. So erreiche man hohe Leistungsdichten bei geringem Platineinsatz.

"Das Besondere an unserem Ansatz: Wir haben direkt mit einer autogerechten Brennstoffzelle gearbeitet, so dass unsere Ergebnisse die Chance haben, unmittelbar in die nächsten Generationen des Brennstoffzellen-Autos einzufließen", sagt der Forscher. Vielleicht wird dies einmal die bessere Alternative zum batterieelektrischen Motor.