Wissenswertes zum Thema Wasserstoff und Brennstoffzellen

Brennstoffzellen können sowohl in elektronischen Kleingeräten als auch in der Mikroelektronik eingesetzt werden. Der Bau leistungsstarker Stromversorgungseinheiten für Computer ist ebenso möglich wie die Integration kleinster Systeme in Mikrochips. Mehrere Elektronikkonzerne arbeiteten bereits zur Jahrtausendwende intensiv an Kleinstsystemen, so dass regelmäßig neue Presse- und Messemeldungen lanciert wurden. Diesen Ankündigungen folgten allerdings bisher kaum Taten.

Auch zahlreiche Forschungsinstitute entwickeln schon seit Jahren Brennstoffzellen für den Einsatz in kleinen und kleinsten Elektronikgeräten. Diese Mikrobrennstoffzellen sollten ursprünglich alle möglichen Arten von Gerätebatterien, Knopfzellen und Akkumulatoren ersetzen und so die Energieversorgung von Mobiltelefonen und auch von autonomen Mikrosystemen, die beispielsweise in telemedizinischen Anwendungen oder Hörgeräten zum Einsatz kommen, sicherstellen. Mithilfe der Brennstoffzellentechnik sollte eine Erhöhung der derzeitigen Energiedichte um das Fünf- bis Zehnfache erreicht werden, so dass Gewicht und Volumen der Energieversorgungseinheiten deutlich reduziert werden könnten.

Einigen Forschern gelang es, mit Wasserstoff eine Leistungsdichte von 80 Milliwatt pro Quadratzentimeter zu erreichen, und dies bei den unterschiedlichsten Umgebungsbedingungen, betreffend Temperatur und Luftfeuchte. Diese Energiedichte würde ausreichen, um Mikrobrennstoffzellen beispielsweise als Knopfzellen einzusetzen. Derartige Zellen könnten zudem in die Oberfläche elektronischer Geräte integriert werden, weil sie nur über eine sehr geringe Dicke verfügen und sich der Krümmung der Oberfläche anpassen können (s. Abb. 39).

Abb. 39: Miniaturisierte Brennstoffzelle
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Quelle: Fraunhofer IZM

Geringfügig größere Systeme könnten in Zukunft auch für Mobiltelefone eingesetzt werden. Deren Leistungsfähigkeit (etwa 1,5 Watt bei 3,6 Volt) würde beispielsweise für mehrere Stunden Gesprächsdauer und 400 Stunden Stand-by-Betrieb ausreichen.

Derartige Mikrobrennstoffzellen tauchen immer wieder in der Presse auf, wie zum Beispiel die vom britischen Unternehmen Intelligent Energy. Das Unternehmen stellte auch eine Mikrobrennstoffzelle für ein iPhone zur Verfügung, das 2015 auf einer Messe gezeigt wurde. Das Gerät sollte ohne Aufladen eine Woche lang arbeiten können. Trotz gelegentlicher neuer Meldungen hierzu müssen sich Smartphone-Nutzer aber bisher mit Ladekabeln oder dem Mitschleppen einer Powerbank behelfen.