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TU Berlin

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Forschung

Mini-Hubschrauber soll Leben retten

Montag, 09. Februar 2009

Hohe Leistung mit niedrigem Gewicht der neuen Brennstoffzellen erreicht

Energievergleich
Der Energievergleich zeigt die Überlegenheit der Brennstoffzelle (oberer Balken) gegenüber anderen Energielieferanten wie Alkaline, Lithium- oder Nickel-Metallhydrid-Batterien oder Akkus.
Lupe

Ein unbemannter Mini-Hubschrauber, angetrieben von einer leichten Brennstoffzelle, soll künftig in eingestürzten Gebäuden nach Verschütteten suchen oder kontaminierte Gelände erkunden. Damit Brennstoffzellen eine genügend hohe Leistung erbringen, müssen mehrere Zellen hintereinandergeschaltet werden. Üblicherweise stapeln Hersteller die Brennstoffzellen - mehrere Metallplatten hintereinander -, die jeweils einen Kanal für Luft und einen für Wasserstoff enthalten. Dieser Aufbau macht den Brennstoffzellen-Stapel schwer. Gemeinsam entwickelten Forscher des Fraunhofer-Instituts für Zuverlässigkeit und Mikrointegration IZM und der TU Berlin unter Leitung von Dr. Robert Hahn eine Brennstoffzelle, die nur 30 Gramm wiegt und zwölf Watt Leistung erbringt. Die Brennstoffzelle ist damit leicht und stark genug, um einen zwanzig Zentimeter großen Hubschrauber zu versorgen. Die hohe Leistungsdichte von 400 Watt pro Kilogramm erreichen bisher nur wesentlich größere Systeme von mehreren Hundert Gramm.

Gaszelle
Gaszelle
Lupe

Das System verwendet sehr dünne Brennstoffzellen, bei denen leichte Abstandhalter aus Kunststoff die Metallplatten ersetzen und so das Gewicht der Brennstoffzellen reduzieren. Der Wind der Rotorblätter gelangt direkt in die Luftschlitze und sorgt für eine gute Luftzufuhr. Die Wasserstoffversorgung erfolgt über einen kleinen Reaktor - ähnlich wie eine Alu-Getränkedose in Miniaturformat -, in dem sich festes Natriumborhydrid befindet. Wird Wasser zugeführt, entsteht Wasserstoff.

Da ein Großteil der Energie dafür benötigt wird, den Hubschrauber in der Luft zu halten, muss immer gleich viel Wasserstoff produziert werden: Wäre es zu wenig, würde der Flieger abstürzen, bei Überproduktion muss entsprechend mehr "Brennstoff" mitgeführt werden, was das Gewicht erhöht.

Einen ersten Prototyp der leichten Brennstoffzelle haben die Forscher bereits entwickelt - nur wenig größer als eine Streichholzschachtel. Noch in diesem Jahr soll dann der Hubschrauber mit ihrer Kraft abheben. In einem weiteren Schritt arbeiten die Wissenschaftler daran, die Wasserstofferzeugung zu regeln und auch für einen schwankenden Energiebedarf auszulegen. Dann würden sich die Anwendungsmöglichkeiten des Brennstoffzellensystems deutlich erweitern, zum Beispiel auch als Ladestation für Laptops und Handys.

KoKo / Quelle: "TU intern", 2/2009

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