Kohlenstoff für die Brennstoffzelle
Kohlenstoff-Nanomaterial könnte Wasserstoff effizienter speichern als bislang vermutet.
- John Gartner
Eine internationale Forschergruppe hat berechnet, dass Wasserstofftanks in Brennstoffzellenfahrzeugen mit Hilfe von Graphen künftig deutlich effizienter und sicherer gestaltet werden könnten. Sollten die bislang vorläufigen Ergebnisse auch in weiteren Versuchsreihen positiv ausfallen, könnten die neuen kohlenstoffbasierten Tanks helfen, Wasserstoffautos wirtschaftlich tragfähig zu machen. Es gibt allerdings auch noch zwei weitere konkurrierende Technologien.
Die Studie wurde am 26. Juli im Wissenschaftsblatt "Proceedings of the National Academy of Sciences" veröffentlicht. Sie kommt zu dem Schluss, dass bisherige Forschungsarbeiten das Potenzial von Kohlenstoffmaterialien unterschätzten, Wasserstoff zu binden. John Tse, Physikprofessor an der University of Saskatchewan und einer der Autoren der Studie, glaubt sogar daran, dass Nanomaterial aus Graphit so geschichtet werden könnte, dass es Wasserstoff mit einem höheren Volumen und einer höheren Dichte absorbieren kann, als man dies jemals für möglich hielt.
Die Meilensteine, die das US-Energieministerium für Gewicht und Größe von Wasserstofftanks gesetzt hat (6,5 Prozent Massenverhältniss und 62 kg/m3 Volumendichte), ließen sich mit der Technik jedenfalls erreichen, meint Tse. Der Abstand zwischen Graphitschichten ließe sich so anpassen, dass die Absorption ein Maximum erreicht. (Die beiden anderen beiden Meilensteine des US-Energieministeriums, nämlich die Kosten und die Betankungsgeschwindigkeit, wurden allerdings nicht untersucht). "Wir glauben, dass wir sehr nah an die höchstmögliche Wasserstoffkonzentration kommen können", meint Tse jedoch.
Das Graphit-Material ist leichter als die bislang erforschten Lösungen aus Metallhydrid. Außerdem soll es sich relativ billig herstellen lassen, ist chemisch inaktiv und belastet die Umwelt nicht -- ähnlich wie ein Bleistift.
Die Bush-Regierung will die Verwendung fossiler Brennstoffe reduzieren und der Privatwirtschaft dabei helfen, Wasserstoff in den USA zu produzieren. Dieser könnte dann bis 2020 in kommerziellen Brennstoffzellenfahrzeugen verwendet werden. Das Energieministerium hat hierzu zunehmend strenge Meilensteine gesetzt - für 2005, 2010 und 2015. Dabei geht es um Gewicht, Größe, Kosten und Betankungsgeschwindigkeit der Wasserstoff-Systeme, die zu erreichen sind, damit sich die Fahrzeuge tatsächlich rechnen. Das Ministerium beschäftigt selbst Wissenschaftler, die neue Technologien beurteilen und den Fortschritt der von der Regierung bezahlten Universitäts- und Laborforscher überwachen.
