Brennstoffzelle

Eine Brennstoffzelle, die als Energiewandler von chemischer in elektrische Energie agiert, basiert in der Regel auf der Verbrennungsreaktion von Wasserstoff mit Sauerstoff zu Wasser. Anders als bei einer rein thermischen Verbrennung zur Stromerzeugung, erfolgt die Umwandlung hierbei direkt und damit wesentlich effizienter. Je nach Brennstoffzellentyp können bis zu 60% der eingesetzten Energie in Strom umgewandelt werden. Zudem können Brennstoffzellensysteme sehr flexibel eingesetzt werden, sodass je nach Zellanzahl im sogenannten Stack verschiedene Energiebereiche bedient werden können. Klassischerweise operiert eine Brennstoffzelle mit Wasserstoff als Brennstoff und Luft (Sauerstoff) als Oxidationsmittel, beispielsweise in Form der Proton Exchange Membrane (PEM) Brennstoffzelle. Wasserstoff, welches das Leichteste aller chemischen Elemente ist, ist durch die hohe Permeabilität und Flüchtigkeit anspruchsvoller im Handling und wird daher gern durch andere, wasserstoffhaltige Brennstoffe ersetzt. Zur Anwendung kommen dabei z.B. Methanol in der Direktmethanol-Brennstoffzelle (DMFC) oder gasförmige Kohlenwasserstoffe in der Festoxid-Brennstoffzelle (SOFC).

Wasserstoffbrennstoffzelle

Während PEM- und DMFC vornehmlich auf Polymermembranen als Elektrolyt setzen, kommen bei der SOFC oxidkeramische Elektrolyte zum Einsatz. Dem Elektrolyt-/Membranmaterial kommt in einer Brennstoffzelle große Bedeutung zu: Die Ladungsübertragung von Protonen (PEM- und DMFC) bzw. Oxidanionen (SOFC) erfolgt durch diese Schichten und sowohl die Effizienz, als auch die Leistung der jeweiligen Brennstoffzelle hängt direkt davon ab. Die Forschung und Entwicklung von leistungsfähigeren Brennstoffzellen hängt somit maßgeblich von neuartigen Membran- und Keramikelektrolyten ab, da es hier auch gilt, teure Materialien, wie Platin, zu ersetzen, um eine Erhöhung der Marktdurchdringung zu erzielen. Insbesondere die Firma Scribner Associates aus Southern Pines, North Carolina, bietet für das Gebiet der Brennstoffzellen-Forschung herausragende All-in-one-Testsysteme, mit denen der Fokus der Forschung voll und ganz auf die Optimierung der Membran oder Keramik gelegt werden kann.

Typ-FC

Modell

Max. Leistung

PEM 850 100 W
PEM 840 1 kW
DMFC 840 mit Liquid Fuel Cell Fixture 100 W
SOFC 855 100 W

Die Prüfstände werden nach individuellen Anforderungen ausgelegt, angefangen von simplen U-I-Kennlinien bei konstanten Gasbedingungen, bis hin zu tiefgreifender elektrochemischer Charakterisierung (CV, EIS usw.) und komplexem Gasmanagement.

Noch individuellere Prüfstände für die PEM- und SOFC-Forschung bietet die Firma MaterialsMates Instruments aus Mailand. Ganz nach Kundenwunsch werden hier Systeme mit einer maximalen Leistung von bis zu 5 kW angefertigt.

Sie benötigen Zubehör für Ihren vorhandenen Prüfstand? Wir bieten zahlreiche Messzellen, Komponenten für Gasmanagement oder diverse Lasten und Potentiostate.