Forscher der Pohang University of Science and Technology (Postech) haben eine neue Mini-Brennstoffzelle entwickelt, die Drohnen eine Flugzeit von über einer Stunde ermöglichen soll. Auch der Einsatz in Smartphones oder Autos wäre durchaus praktisch. Moderne Smartphones würden dabei genug Energie spendiert bekommen, dass diese nur noch einmal die Woche aufgeladen werden müssten. Sollte sich die Brennstoffzelle im Mini-Format bewähren, haben die Forscher folglich den heiligen Gral der Smartphone-Akku-Problematik gefunden.


Drogen-Drohnen in Mexiko eingesetzt

Das Team rund um Professor Gyeong Man Choi hat eine neue Mini-Festoxidbrennstoffzelle (englisch solid oxide fuel cell, SOFC) entwickelt, die in Zukunft herkömmliche Lithium-Ionen Akkus in Smartphones ersetzen könnte. Laut den Entwicklern handelt es sich um die erste SOFC, die statt auf Silizium auf porösen Edelstahl in Kombination mit einer dünnen Elektrolytschicht einsetzt. Die verwendete Technik hört auf den Namen „tape casting-lamination-cofiring“. Dabei werden Elektrolyte mit geringer Hitzekapazität verwendet, was in besserer Performance und verlängerter Haltbarkeit resultiert.


Verbesserung gegenüber bisherigen SOFCs

Das Ziel der Wissenschaftler war es, die bisher konstruierten SOFCs zu verbessern. Auf Silizium basierte Brennstoffzellen werden allgemein nicht als sinnvoller Ersatz in elektronischen Geräten gesehen, seien es nun Drohnen oder Smartphones. Das liegt daran, dass diese SOFC-Varianten schnell an Leistung verlieren und nicht besonders lange eingesetzt werden können. Durch die Verwendung von Edelstahl statt Silizium gelang es dem Team, das größte Problem bei der Verwendung von SOFCs zu eliminieren, namentlich die hohen Betriebstemperaturen.

Smartphones mit einer Woche Laufzeit dank Brennstoffzelle

Die Forscher bezeichnen die von ihnen entwickelte SOFC als Brennstoffzelle der dritten Generation. Sie ist relativ einfach aufgebaut und hat im Betrieb keine Probleme mit Korrosion oder dem Verlust des Elektrolyts. Die Zelle weist eine Energiedichte von 560 mW/cm3 auf und könnte nach Angaben des Teams in Zukunft die bisher verwendeten Akkus in elektronischen Geräten wie Laptops oder Smartphones ersetzen. Mithilfe solcher Brennstoffzellen könnten Smartphones auf eine Laufzeit von einer Woche und mehr kommen, was einen der größten Nachteil aktueller Smartphones beseitigen würde, die höchstens zwei Tage durchhalten.

Prototyp legt Grundstein für weitere Forschung

Ursprünglich haben die Wissenschaftler die Zelle entwickelt, um die Flugzeit von Drohnen zu verlängern. Ihre Entwicklung könnte eine Drohne für ca. eine Stunde in der Luft halten. Inzwischen schließen die Forscher aber auch die Verwendung  in elektronischen Alltagsgeräten wie etwa Smartphones nicht aus. Das Team hofft außerdem, mit seiner Forschung einen Grundstein für die Entwicklung von größeren und günstigeren Brennstoffzellen mit erhöhter Energiedichte gelegt zu haben, was ein großer Sprung in der Entwicklung von Brennstoffzellen für die praktische Verwendung wäre.

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1 Kommentar

  1. werner

    10. März 2016 at 20:14

    „Dabei werden Elektrolyte mit geringer Hitzekapazität verwendet“…
    Im zitierten Artikel wird erwähnt, dass ein „TEC mismatch“ (thermal expansion coefficient mismatch) für einen vorzeitigen Ausfall verantwortlich ist. Das ist der Effekt, der beim Bimetall dafür verantwortlich ist, dass es sich beim Erwärmen einseitig verbiegt bzw. bei unelastischen Stoffen zur Rissbildung oder zum Bruch führt. Heat capacity (Wärmekapazität !) kommt im ganzen Artikel nicht vor.

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