Jülich - Dauerbrenner: Jülicher Brennstoffzelle läuft und läuft und läuft

Dauerbrenner: Jülicher Brennstoffzelle läuft und läuft und läuft

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Dauerbrenner: Ununterbrochen seit zehn Jahren liefert die keramische Brennstoffzelle Strom. Foto: Forschungszentrum

Jülich. Geschafft! Seit nunmehr zehn Jahren liefert eine von Jülicher Wissenschaftlern entwickelte Hochtemperatur-Brennstoffzelle in einem Langzeitversuch Strom. Keine andere Brennstoffzelle mit keramischen Zellen lief bisher so lange. Und die Jülicher Zelle läuft und läuft und läuft. Eine geringe Lebensdauer galt lange Zeit als Makel dieses Brennstoffzellentyps – doch der Jülicher Dauerbrenner beweist das Gegenteil.

Brennstoffzellen sind keine Energiespeicher. Vielmehr wandeln sie die in Brennstoffen wie Erdgasen oder Wasserstoff chemisch gespeicherte Energie in nutzbare Energie um. Der Brennstoff reagiert mit Sauerstoff, dabei wird elektrische Energie frei. Schon im Herbst 2015 hatte das FZJ mit der Zelle einen neuen Weltrekord aufgestellt, weil sie über acht Jahre oder 70.000 Stunden im Dauerbetrieb war. In dieser Zeit hatte die Zelle 3400 Kilowattstunden Strom geliefert. Das reicht, um einen Einfamilienhaushalt ein Jahr lang mit Strom zu versorgen.

Keramische Hochtemperatur-Brennstoffzellen dieses Typs erzielen herausragende Wirkungsgrade und gelten als besonders wartungsarm. Damit sind sie insbesondere für Anwendungen zur stationären Energieversorgung geeignet, beispielsweise für Anlagen in Haushalten und kleinen Betrieben, aber auch für Großfahrzeuge wie Lastkraftwagen, Züge und Schiffe.

Hochtemperatur-Brennstoffzellen arbeiten bei Temperaturen von 600 bis 1000 Grad Celsius und liefern höchste elektrische Wirkungsgrade von bis zu 60 Prozent, wobei sich die entstehende Abwärme noch zusätzlich nutzen lässt. Der Rekord-Zellstapel des Forschungszentrums Jülich ging am 6. August 2007 in Betrieb. Der Brennstoffzellen-Stack besteht überwiegend aus Komponenten, die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler des Forschungszentrums Jülich selbst entwickelt haben.

Seit über 20 Jahren forschen sie an der SOFC, so die Abkürzung für „Solid Oxide Fuel Cell“, zu Deutsch „Festoxid-Brennstoffzelle“, und haben in diesem Zeitraum 95 Patente erhalten.

Zu den selbst entwickelten Komponenten zählen etwa die keramischen Zellen, die Kontaktschichten und eine spezielle Glaskeramik, die wegen der hohen Temperaturen zur Abdichtung zum Einsatz kommt. Das Material für die Zwischenplatten, mit denen sich die Zellen zu einem Stapel, dem sogenannten Stack, zusammensetzen lassen, stammt von der österreichischen Firma Plansee SE in Reutte.

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