Eine Alternative zur PEM ist die Direkt-Methanol-Brennstoffzelle. Hier dient verdünntes Methanol als Energieträger. Dieser Brennstoffzellen-Typ hat einige Vorteile: Methanol ist im Handel erhältlich und hat eine höhere Energiedichte als Wasserstoff. Das ISE hat bereits erste Prototypen mit nur wenigen Millimetern Bauhöhe entwickelt. „Dieser Zelltyp lässt sich zum Beispiel im Klappdeckel eines Laptops unterbringen“, erläutert Christopher Hebling, der bei Fraunhofer das Themengebiet Mikroenergietechnik koordiniert.

Methanol-Brennstoffzelle © NASA

Bei den Entwicklungen setzen die Forscher auf massenfertigungstaugliche und kostengünstige Materialien wie Kunststoffe. „Unser System ist sowohl zur Kopplung mit GPS-Navigationsmodulen als auch zur Versorgung weiterer elektronischer Geräte per USB-Anschluss geeignet“, betont Hebling. Gemeinsam mit der Firma FWB haben ISE-Forscher bereits eine Direktmethanol-Brennstoffzelle mit einer Dauerleistung von zwei Watt realisiert. Die planare Brennstoffzelle kann etwa ein GPS-Modul zum weltweiten Tracking von Containern monatelang mit Energie versorgen.

DEFC: Noch Forschungsbedarf
Noch im Forschungsstadium befindet sich dagegen die Direkt-Ethanol-Brennstoffzelle DEFC. „Ethanol ist der ideale Brennstoff, um der Brennstoffzelle den Durchbruch in Massenmärkte zu ermöglichen. Ethanol ist als ungiftige Flüssigkeit leicht und sicher von jedermann zu verwenden, umweltfreundlich herzustellen, ökologisch unbedenklich und bietet eine höhere chemische Energiedichte als Methanol“, erklärt Michael Krausa vom Fraunhofer-Institut für Chemische Technologie ICT. Forscher und Entwickler aus sechs Fraunhofer-Instituten arbeiten an der Technologieentwicklung sowohl auf Komponenten- als auch auf Systemebene.

Strom aus Brennspiritus?
„Neben neuartigen Katalysatoren steht auch eine innovative Membran im Fokus der Forschung an der Ethanol-Brennstoffzelle“, beschreibt Krausa die Herausforderungen. Dabei setzen die Fraunhofer-Forscher zusammen mit CropEnergy, einer Tochter der Südzucker AG und Europas größter Hersteller von Bio-Ethanol, auf nachwachsende Rohstoffe. Parallel dazu suchen die Forscher ein geeignetes Vergällungsmittel, das die Brennstoffzellen nicht schädigt.

Damit stünde ein Energieträger für die Brennstoffzelle zur Verfügung, der weltweit in jedem Baumarkt zu kaufen ist: Brennspiritus. Schon bald werden sich Minibrennstoffzellen neben den bekannten Akku-Technologien etablieren. Vollkommen ablösen werden sie die Batterie nicht. „Favorisiert sind derzeit Hybridsysteme, bei denen die Mikrobrennstoffzelle die Grundlast liefert und einen Akku oder Kondensator auflädt“, erläutert Hebling.