Platin auf Radern

Wurden die weltweiten Platinvorrate iiberhaupt ausrei- chen, die Fahrzeugflotte der Menschheit auf Brennstoff- zellen umzustellen, deren Katalysatoren Platin enthalten? Der Platinverbrauch selbst ware kein Problem. Laut einer neuen Studie soil es etwa 46.GOO Tonnen Platin allein in den Gesteinsschichten bis zu einer Tiefe von zwei Kilome- tern geben. Bei der Goldforderung geht man bereits tie- fer. Nehmen wir an, dass es mittelfristig eine Milliarde Autos in der Welt geben wird - etwa doppelt so viele wie heute. Wurden alle diese Autos tatsachlich mit Brenn- stoffzellen angetrieben werden, wiirde das ungefahr 15.000 Tonnen „Platin auf Radern" bedeuten. Diese Menge miisste fur die Umstellung der weltweiten Fahr­zeugflotte auf Brennstoffzellen nur einmal aufgebracht werden. Danach konnte ein GroBteil des Platins in den Katalysatoren durch Recycling wiedergewonnen werden, schon heute sind das 95 bis 97 Prozent. Der Ersatzbedarf durch neu gefordertes Platin betriige bei laufender Fahrzeugproduktion etwa 62,2 Tonnen pro Jahr - bei einem durchschnittlichen Lebensalter von zehn Jahren fiir Autos. Heute befinden sich weltweit rund 55 Tonnen Platin in den Abgas-Katalysatoren von Autos, die bei Brennstoffzellen-Fahrzeugen entfallen wurden. (Quelle: World Fuel Cell Council, Frankfurt a. M.)

Manfred Reetz im Labor: Er ruhrt kolloidales, also in kleinen Partikeln vorliegendes Iridiumoxid in wassriger Losung an.

Transmissionselektronenmikroskopische Aufnahmcn der oxidischen Ptatin-Rutheniumoxid-Nanopartikel (A) und der reduzierten, metallischen Platin-Ruthenium- Nanopartikel (B). Der Balken zeigt, wie lang 20 nm sind, nm steht fur Nanometer oder Milliardstel Meter.

Die „Lunge" der Brennstoffzelle

Hochtemperatur-Brennstoffzellen mogen es heiB, sie arbeiten bei Temperaturen bis zu 1000 Grad Celsius. Besonders geeignet sind solche Anlagen fur kleine stationare Kraftwerke, die beispielsweise einen Hduserbloek gleichzeitig mit elektriseher Energie und Warmwasser versorgen. Aus Sicht der Forscher kann die Leistung heutiger Hochtemperatur-Brennstoffzellen noch deutlich gesteigert werden. Eines der leistungsbegrenzenden „Nadelohre" ist die Sauerstoffreaktion in der Kathode. Jurgen Fleig und seine Kollegen vom Max-Planek- Institut fur Festkorperforschung in Stuttgart untersuchen, wie sich die Kathoden optimieren lassen.

Zu den Hochtemperatur-Brenn- stoffzellen gehort die „Solid Oxide Fuel Cell" (SOFC), zu deutsch Festoxid-Brennstoffzelle. Die SOFC hat ihren Namen von einer Schicht aus einer Oxidkeramik. Diese Elek- trolytschicht ist einige Hundertstel bis einige Zehntel Millimeter dick und trennt als Separator die Anode von der Kathode. Im Gegehsatz zu Niedertemperatur-Brennstoffzellen haben SOFCs keine Probleme mit dem Wasserhaushalt und werden auch nicht durch Kohlenmonoxid „vergiftet".

Wird reiner Wasserstoff als Brenn- stoff eingesetzt, dann besteht das Abgas der SOFC aus reinem Wasser- dampf. Beim Betrieb mit kohlenwas- serstoffhaltigen Brennstoffen wie beispielsweise Methanol gibt die SOFC Wasserdampf und Kohlendio- xid ab. Wegen der hohen Betriebs- temperatur der SOFC von 700 bis 1000 Grad Celsius ist der abgegebene Wasserdampf sehr heiB. Es lohnt sich, seine Warme weiter zu nutten. Soil die SOFC mit Methanol betrie- ben werden, dann kann die Warme zur Gewinnung von Wasserstoff aus dem Methanol eingesetzt werden. Bei dieser so genannten Reformie- rung wird das Methanol chemisch zersetzt und dabei Wasserstoff fur die Reaktion in der SOFC frei. Mit dem Wasserdampf kann auch Brauchwasser erhitzt oder sogar eine nachgeschaltete Dampfturbine ange- trieben werden, die ebenfalls elektri- schen Strom erzeugt. Diese kombi- nierten Systeme sollen nach Ein- schatzung der Brennstoffzellen-Ent- wickler von Siemens-Westinghouse bis zu 70 Prozent der im Brennstoff chemisch gespeicherten Primarener- gie in elektrische Energie umwan- deln konnen. Ahnlich hohe Wir- kungsgrade erreichen sonst nur GroBkraftwerke mit hochoptimierten Dampfturbinen-Systemen.