Chinesische Forscher entwickeln Brennstoffzellen ohne Platin

Neue Membran erlaubt es, Platin durch billigere Metalle zu ersetzen

Forscher der Universität in Wuhan in der zentralchinesischen Provinz Hubei haben eine Möglichkeit gefunden, Brennstoffzellen ohne Platin als Katalysatormaterial herzustellen. Sie haben das Edelmetall durch Nickel und Silber ersetzt. Das soll die Herstellungskosten der Brennstoffzellen senken.

Eine Brennstoffzelle wandelt chemische Energie in elektrische. Dabei reagieren in einer sogenannten kalten Verbrennung Wasserstoff und Sauerstoff miteinander. Der dabei stattfindende Elektronenaustausch wird als elektrischer Strom genutzt.

Dazu muss zunächst der Wasserstoff an einer Elektrode in Protonen und Elektronen aufgespaltet werden. Als Katalysatormaterial dient dabei das Platin. Das Edelmetall trotzt dem sauren Milieu, das die Membran, die Wasserstoff und Sauerstoff voneinander trennt, schafft.

Die chinesischen Wissenschaftler haben eine neuartige Membran aus quartärem Ammoniumpolysulfon entwickelt. Das ist ein Kunststoff, der Hydroxidionen durchlässt. Das sind negativ geladene Teilchen aus Wasserstoff und Sauerstoff. Das Material schafft, anders als die herkömmlichen Polymermembranen, ein basisches Milieu. Darin können als Katalysatoren Silber und Nickel eingesetzt werden. Ihre Erkenntnisse haben die Wissenschaftler um Lu Shunfan in einem Aufsatz in dem US-Wissenschaftsmagazin Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS) veröffentlicht.

Brennstoffzellen werden oft als Energiequelle der Zukunft angesehen. Noch konnten sich die Zellen aber nicht durchsetzen. Einer der Gründe dafür sind hohe Materialkosten durch den Einsatz von Platin. Lu und seine Kollegen hoffen, diese durch ihre Entwicklung senken zu können. Allerdings erreicht ihre Brennstoffzelle bislang nicht die Leistungsfähigkeit herkömmlicher Zellen.