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In situ H2 supply technology for micro fuel cells powering mobile electronics appliances

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Ein neuer Durchbruch beim tragbaren Strom

Ingenieure haben lange gekämpft, um eine neue bahnbrechende Idee zu entwickeln, die die Batterie-Technologie zur nächsten Ebene vorantreiben wird. Jetzt haben EU-finanzierte Forscher nicht nur eine sondern zwei Technologien für wasserstoffbetriebenen Mikrobrennstoffzellen entwickelt, die mit Brennstoffen verwendet werden können, die sich leichter speichern lassen als Wasserstoff.

Energie

Miniatur-Brennstoffzellen versprechen eine enorme Leistungssteigerung für tragbare elektronische Geräte, von Mobiltelefonen bis zu stromfressenden internetfähigen Handgeräten. Im Gegensatz zu den heutigen effizienten Lithium-Ionen-Akkus für Mobiltelefone mit einem Durchschnitt von nur vier Stunden Sprechzeit, konnten Mikrobrennstoffzellen mit einem richtigen Brennstofflager mehr Sprechzeit in netzfernen Situationen bieten. Darüber hinaus könnte diese Technologie so ausgelegt werden, dass sie als wiederverwertbare oder als Einwegartikel mit benutzerfreundlichen tragbaren Auffüllsystemen entworfen werden. Das Projekt "In situ H2 supply technology for micro fuel cells powering mobile electronics appliances" (ISH2SUP) hat zwei unterschiedliche Lösungen für die Betankung von Mikrobrennstoffzellen. vorgeschlagen. Der primäre Brennstoff - Methanol (CH 3 OH) oder Natriumborhydrid (NaBH4) - wird in einer wieder aufladbaren Patrone gespeichert. Elektrische Energie wird in der Brennstoffzelle erzeugt mithilfe des auf Nachfrage aus der Patrone freigesetzten gasförmigen Wasserstoffs. NaBH4-basierte Technologie war bereits vor dem ISH2SUP-Projekt bekannt, aber sie musste weiterentwickelt werden, um sich für den langfristigen Einsatz in Miniaturbrennstoffzellen zu eignen. Die Elektrolyse von Methanol, auf der anderen Seite, war eine völlig neue Methode, die umfangreiche Forschungen benötigte. Während des ISH2SUP-Projekts wurden verschiedene Katalysatoren untersucht. Schließlich wurden Platin und ein Enzym ausgewählt. Kommerziell erhältliche kleine Brennstoffzellen, die ein Zehntel Watt bis 50 Watt erzeugen, wurden verwendet, um die Durchführbarkeit der neuen Betankungstechniken nachzuweisen. Die entwickelten Prototypen enthielten eine Batterie sowie Steuerelektronik zur Wasserstofffreisetzung. Sie wurden auf einem Smartphone und einem Laptop-Computer getestet. Für diese beiden Geräte wurde ein mit Wasserstoff betriebenes Ladegerät gebaut. Die in-situ-Erzeugung von Wasserstoff ist nicht auf den im ISH2SUP-Projekt untersuchten kleinen Leistungsbereich beschränkt. Forschung zur Erweiterung der Anwendbarkeit von 100 Watt auf 1 Kilowatt ist für die letzte Phase des Projekts geplant. Dank hochenergetischer Brennstoffe können Brennstoffzellen mehr Energie für ihr Gewicht produzieren als Batterien es jemals werden, wodurch eine bessere Übertragbarkeit unterstützt wird. Weiterhin eröffnet Elektrolyse mit Hilfe eines Enzyms interessante Möglichkeiten, um Wasserstoff aus verschiedenen Arten von biologisch abbaubaren Abfällen - einschließlich Alkoholen oder Zuckern - billig zu erzeugen. Diese neue Klasse von Netzteilen, die voraussichtlich in den folgenden Jahren auf den Markt kommen, könnten die allgegenwärtige Batterie überflüssig machen.

Schlüsselbegriffe

Mikrobrennstoffzellen, Wasserstoff, Strom, Handy, Methanol, Natriumborhydrid, Tankpatrone, Elektrolyse, Katalysator, Platin, Enzym, Laptop

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