Wissenschaftler des Forschungszentrums Jülich haben ein kommerzielles Elektrofahrzeug mit einer Brennstoffzelle ausgerüstet, die das Gefährt über einen Elektromotor antreibt. Die eingebaute Brennstoffzelle ist eine Direktmethanol-Brennstoffzelle (DMFC), die – im Gegensatz zu vielen anderen Brennstoffzellen-Typen – keinen gasförmigen Wasserstoff benötigt, sondern flüssiges Methanol in Strom umwandelt.   Der Vorteil liege auf der Hand, so das Forschungszentrum Jülich: Flüssiges Methanol sei leichter zu handhaben und zu lagern als gasförmiger Wasserstoff; das Fahrzeug werde so betankt, wie Benzin- oder Diesel-Automobile.

Wissenschaftsministerium fördert Entwicklung mit 1,5 Millionen Euro

NRW-Wissenschaftsministerin Hannelore Kraft freute sich über den Erfolg der Jülicher Wissenschaftler: „Brennstoffzellen als zukünftige Energiewandler haben überzeugende Eigenschaften. Sie sind beispiellos sauber, umweltfreundlich, effizient und für den Einsatz in Fahrzeugen, Laptops und kleinen Kraftwerken derzeit in aller Munde. Mit dem Elektrofahrzeug ,JuMOVe‘ haben die Jülicher Wissenschaftler eine mögliche Anwendung von Brennstoffzellen im mobilen Bereich demonstriert.“ Das Ministerium für Wissenschaft und Forschung NRW hat die Entwicklung der Brennstoffzellentechnologie am Forschungszentrum Jülich in den vergangenen vier Jahren mit rund 1,5 Millionen Euro unterstützt.

Hybridantrieb aus Brennstoffzelle und Lithum-Ionen-Akkumulator

„Die größte Herausforderung bestand darin, das gesamte System bestehend aus der Brennstoffzelle sowie allen zum Betrieb erforderlichen Komponenten so auszulegen, dass es in das Fahrzeug passt. Das Fahrzeug selbst sollte sich dabei äußerlich kaum verändern – und das haben wir auch erreicht“, beschreibt Prof. Detlef Stolten, Leiter des Instituts für Energieverfahrenstechnik (IWV-3), die Leistung seines Teams. „Dieses ‚Engineering‘ ist ein unverzichtbarer Bestandteil moderner Brennstoffzellenforschung.“ Um das Elektromobil mit Brennstoffzellenantrieb zum Laufen zu bringen, haben mehrere Arbeitsgruppen innerhalb des IWV-3 und die Zentralabteilung Technologie (ZAT) eine reife Mannschaftsleistung hingelegt. Statt mit drei herkömmlichen Bleiakkumulatoren, wie der Hersteller sie eingebaut hat, fährt das Fahrzeug nun mit einem Hybridantrieb aus Brennstoffzelle und Lithum-Ionen-Akkumulator. Im regulären Betrieb treibt die Brennstoffzelle den Elektromotor des Fahrzeugs an. Die Batterie kommt bei besonderer Belastung ins Spiel, also beim Anfahren oder beim Bergauffahren. Die Brennstoffzelle lädt den Akku dann immer wieder auf. Mit einer Tankfüllung hat das Fahrzeug eine etwa doppelt so hohe Reichweite von geschätzten 120 Kilometern, außerdem entfällt das „Auftanken“ an der Steckdose: Das Fahrzeug ist jederzeit einsatzbereit.

Viel Entwicklungsarbeit im Detail ist in dieses Projekt geflossen: So hat der eingebaute Brennstoffzellen-Stapel („Stack“) eine Leistung von 1,3 Kilowatt und besteht aus 100 einzelnen Zellen. Das Kernstück jeder Zelle ist die Membran-Elektroden-Einheit (MEA für membrane electrode assembly). Solche MEAs werden am IWV-3 inzwischen maschinell – und nicht mehr von Hand – hergestellt. So können die Wissenschaftler die Herstelltechnik von Brennstoffzellen weiter voran treiben und Komponenten industrienah, kostengünstig und mit hoher Qualität fertigen. Erste Fahrtests hat das Jülicher Demonstrationsfahrzeug inzwischen erfolgreich bestanden. Nun wird es auf Herz und Nieren geprüft. Und im Oktober soll es auf große Tournee gehen: Beim „Fuel Cell Seminar 2004“ in San Antonio, Texas, wird das Elektromobil Anfang November etwa 2000 Konferenzteilnehmern vorgestellt. „Mit unserem Demonstrationsfahrzeug wollen wir aber auch potenzielle Industriepartner ansprechen, um das System gemeinsam mit ihnen weiterzuentwickeln“, blickt Detlef Stolten in die Zukunft.

Bilder im Internet zum Download:
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06.10.2004   Quelle: Forschungszentrum Jülich