Energie aus Keramik

Foto: Mikrobrennstoffzelle aus Keramik

Mikrobrennstoffzellen sollen das leidige Problem der mobilen Energieversorgung lösen, doch trotz aller Versprechen der Entwickler gibt es bis heute keine einzige erschwingliche miniaturisierte Brennstoffzelle für den Alltagseinsatz. Nach Ansicht von Dr. Michael Stelter vom Fraunhofer-Institut für Keramische Technologien und Systeme IKTS in Dresden liegt das unter anderem daran, dass die winzigen Stromspender aus Hunderten von filigranen Einzelteilen zusammengebaut werden, denn das macht die Entwicklung aufwändig und die Herstellung teuer.

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 ist es gelungen, mit kostengünstigen Verfahren zusätzliche, nichtelektronische Funktionselemente in die Keramik einzuarbeiten. Dabei kommt ihnen eine Besonderheit des Materials zugute: Strukturen lassen sich nicht nur an der Oberfläche der Keramik aufbringen, sondern auch im Inneren: Die Mikrobrennstoffzelle wird durchzogen von winzigen Kanälen für den Wasserstoff- oder Flüssigkeitstransport.

"Aus LTCC können wir eine Brennstoffzelle in einem Rutsch herstellen", sagt Stelter. "Das Verfahren ist dabei nicht nur kostengünstig, sondern auch zuverlässig." Ein weiterer Vorteil: Die LTCC-Brennstoffzelle kann unterschiedliche Treibstoffe nutzen - in erster Linie Wasserstoff und Methanol, aber auch Exoten wie Ameisensäure. "Die Säure ist ein sehr guter Energielieferant, der jedoch gewöhnliche Brennstoffzellenmaterialien zersetzt", sagt Stelter. Der Keramik hingegen kann die Säure nichts anhaben.

COMPAMED.de; Quelle: Fraunhofer Gesellschaft