direkt zum Inhalt springen

direkt zum Hauptnavigationsmenü

Sie sind hier

TU Berlin

Inhalt des Dokuments

Inhalt des Dokuments

Forschung

Hohe Lebensdauer – günstiger Preis

Freitag, 14. November 2014

Durchbruch bei Wasserstoffkatalysatoren mit Platin

Jüngste Experimente von TU-Forschern lassen die Hoffnungen von Wissenschaft und Industrie auf einen kostengünstigen Platinkatalysator mit hoher Lebenserwartung wachsen. Die Versuche unter automobilen Testbedingungen bedeuten einen Durchbruch bei der Entwicklung einer im Industriemaßstab verwendbaren Wasserstoffbrennstoffzelle.

Das berichtet die Arbeitsgruppe von Prof. Dr. Peter Strasser vom Institut für Chemie, Fachgebiet Technische Chemie, in der September-Ausgabe der Zeitschrift „Energy & Environmental Science“ der renommierten Royal Society of Chemistry, Großbritannien. „Wasserstoffbetankte Elektrofahrzeuge mit Brennstoffzellantrieben haben eine kurze Tankzeit, ein geringeres Gewicht und eine sehr viel größere Reichweite als ihre rein batteriebetriebenen ,Plug-in‘-Geschwister. Das macht sie zu einer wichtigen Technologie für die zunehmende Elektrifizierung unserer Verkehrssysteme“, erklärt Peter Strasser. Herzstück seiner Brennstoffzellen bilden hauchdünne Plastikfolien, beidseitig mit viel teurem Platin beschichtet. Das Edelmetall beschleunigt als Katalysator die Umwandlung von Wasserstoff und Luftsauerstoff zu Wasser und elektrischer Energie, die das Fahrzeug antreibt. Bis vor wenigen Jahren benötigte ein solcher Katalysator fast 100 Gramm Platin. „Angesichts der aktuellen Rohplatinpreise von etwa 30 Euro pro Gramm war damit allein der Katalysator teurer als der gesamte Motor eines Verbrennungsfahrzeugs. Auch hatte der Platinkatalysator eine unzureichende Lebensdauer, die von Leistungsabnahmen während des Betriebs begleitet war“, so Strasser. Die neu entwickelten Katalysatoren kommen nun mit weniger als 20 Gramm Platin pro Fahrzeug aus, und das bei erhöhter Lebensdauer der Brennstoffzelle. Die Tests wurden zusammen mit Kollegen des Massachusetts Institute of Technology (MIT) und General Motors Corp. durchgeführt. Bei diesem Projekt waren Peter Strasser seine guten Kontakte in die USA zugutegekommen. 2008 war er aus den USA an die TU Berlin gewechselt und konnte bald eine ungewöhnliche Förderung des amerikanischen Energieministeriums einwerben.

„Ein Katalysator, überwiegend aus Nickelnanopartikeln mit atomar genau definierter Schalenstruktur und genau eingestellter Partikelgröße, bei der wiederum eine atomar dünne Platin-Außenschale auf Nickelatomen aufliegt, brach alle bisher berichteten Brennstoffzellleistungskurven“, berichtet Strasser aus den Experimenten. „Auch nach 30 000 simulierten Fahrzyklen – in etwa die Lebensdauer und Beanspruchung der Brennstoffzelle in einem Automobil – blieb die Leistungskurve der Brennstoffzelle oberhalb der technischen Werte und Ziele, die sich Automobilindustrie und Energieministerium der USA für 2017 gesetzt hatten.“ Das Geheimnis habe in der genauen Kontrolle der Partikelgröße bei der Herstellung der Katalysatorpartikel gelegen. Nun hat ein großer englischer Hersteller mit der Produktion dieses Katalysators in größeren Mengen für weiterführende Tests in Elektrofahrzeugen begonnen.

Patricia Pätzold "TU intern" November 2014

Zusatzinformationen / Extras

Direktzugang

Schnellnavigation zur Seite über Nummerneingabe

Diese Seite verwendet Matomo für anonymisierte Webanalysen. Mehr Informationen und Opt-Out-Möglichkeiten unter Datenschutz.