Winzige Brennstoffzellen liefern Energie aus Keramik
Mikrobrennstoffzellen werden bereits als Alternative zu Batterien gefeiert. Ihre Herstellung aus Hunderten kleinster Einzelteile ist jedoch teuer und aufwändig. Mit einer neuen Technik lassen sich Brennstoffzellen aus Keramik kostengünstig aus einem einzigen Stück herstellen, berichtet das Fraunhofer-Institut für Keramische Technologien und Systeme IKTS in einer Pressemitteilung. Mikrobrennstoffzellen sollen das Problem der mobilen Energieversorgung, beispielsweise für Laptops lösen, doch trotz aller Versprechen der Entwickler gebe es bis heute keine einzige erschwingliche miniaturisierte Brennstoffzelle für den Alltagseinsatz, betont das IKTS.
Winzigen Kanäle für den Wasserstoff- oder Flüssigkeitstransport an der Oberfläche und im Inneren der Keramik
Nach Ansicht von Dr. Michael Stelter vom IKTS in Dresden liegt das unter anderem daran, dass die winzigen Stromspender aus Hunderten von filigranen Einzelteilen zusammengebaut werden: „Das macht die Entwicklung aufwändig und die Herstellung teuer“, so Dr. Stelter. Der Forscher und seine Kollegen gehen deshalb einen neuen Weg. Als Baumaterial nutzen sie die Spezialkeramik LTCC (Low Temperatured Cofired Ceramic). Das Material wird bereits seit einiger Zeit in der Chipindustrie als Träger für mikroelektronische Bausteine genutzt. Den IKTS-Forschern sei es gelungen, mit kostengünstigen Verfahren zusätzliche, nicht elektronische Funktionselemente in die Keramik einzuarbeiten. Dabei komme ihnen eine Besonderheit des Materials zugute: Strukturen lassen sich nicht nur an der Oberfläche der Keramik aufbringen, sondern auch im Inneren: Die Mikrobrennstoffzelle werde durchzogen von winzigen Kanälen für den Wasserstoff- oder Flüssigkeitstransport.
Ameisensäure als Treibstoff für die Brennstoffzelle
Die Produktion ist laut IKTS einfach und billig. „Aus LTCC können wir eine Brennstoffzelle in einem Rutsch herstellen. „Das Verfahren ist dabei nicht nur kostengünstig, sondern auch zuverlässig“, sagt Stelter. Ein weiterer Vorteil: Die LTCC-Brennstoffzelle könne unterschiedliche Treibstoffe nutzen – in erster Linie Wasserstoff und Methanol, aber auch Exoten wie Ameisensäure. „Ein sehr guter Energielieferant, der jedoch gewöhnliche Brennstoffzellenmaterialien zersetzt“, so Stelter. Der Keramik hingegen könne die Säure nichts anhaben. Die IKTS-Forscher treiben die neue Generation von Mikrobrennstoffzellen gemeinsam mit mehreren deutschen Industrieunternehmen voran. Schon heute fertigen sie mit der LTCC-Technologie andere Produkte, die wesentlich früher auf den Markt kommen werden: zum Beispiel winzige Drucksensoren mit integrierter Elektronik oder Messplatten für die biochemische Analytik.
27.08.2006 Quelle: Fraunhofer-Institut für Keramische Technologien und Systeme IKTS Solarserver.de © EEM Energy & Environment Media GmbH
