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Direkt-Alkohol-Brennstoffzellen (DMFC und DEFC)

Universität/Institut:Fraunhofer - Institut für Solare Energiesysteme ISE
Abteilung:Wasserstofftechnologie
Region:Baden-Württemberg
Ansprechpartner:Dipl.-Ing. Ulf Groos
Telefon: +49 (0) 7 61 / 45 88-52 02
Email: This e-mail address is being protected from spam bots, you need JavaScript enabled to view it
Projektlaufzeit:
Inhalt:Eine Alternative zur wasserstoffbetriebenen PEMFC (polymer electrolyte membrane fuel cell) ist die Direkt-Methanol-Brennstoffzelle (DMFC - direct-methanol fuel cell) oder Direkt-Ethanol-Brennstoffzelle (DEFC - direct ethanol fuel cell). Anstatt mit gasförmigem Wasserstoff wird bei Letzteren die Anode mit verdünntem Alkohol (Methanol oder Ethanol) versorgt. Der wesentliche Vorteil ist die im Vergleich zu Wasserstoff hohe Energiedichte des Alkohols von über 5.500 Wh/kg bzw. über 4.500 Wh/l und der komfortable Betrieb mit einem flüssigen Brennstoff, der sehr benutzerfreundlich und bereits im Handel erhältlich ist. Ein weiterer Vorteil ist das einfache Systemdesign, da eine aufwändige Befeuchtung und ein komplexes Wärme-Management wie bei der PEMFC umgangen werden kann.

Wir entwickeln Direkt-Alkohol-Brennstoffzellen in einem Leistungsbereich von wenigen mW bis einigen 10 W. Dazu arbeiten wir mit unterschiedlichen Technologien: von der planaren Mikrobrennstoffzelle bis hin zum klassischen Stackaufbau.

Am Fraunhofer ISE haben wir die Möglichkeit, Einzelzellen und Zellstapel unter unterschiedlichen Betriebsbedingungen (z.B. Temperatur, Alkohol-Konzentration) zu charakterisieren. Die am häufigsten verwendeten Techniken und Ausrüstung sind Impedanzspektroskopie (Multi- und Einzel-Kanal) zur ortsaufgelösten In-situ-Messung und die Massenspektroskopie zur Untersuchung des Kathodenabgases. Zusätzlich steht eine transparente Zelle zur Verfügung, um die Strömungskanäle und die Gasdiffusionsschicht (GDL - gas diffusion layer) optisch zu untersuchen. Auf den Ergebnissen von Einzelzell-Experimenten aufbauend werden Flowfield und Zellstapel entwickelt und optimiert, um später in Komplettsysteme implementiert zu werden.

Relevanz:Für Stromversorgung über längere Zeiträume geeignete Brennstoffzelle, beispielsweise für den Einsatz beim Container-Tracking
Kooperationsmöglichkeiten:Logistikunternehmen
Themenbereiche- Umweltfreundliche Energieerzeugung
Letzte Änderung:26. März 2010