Miniatur-Brennstoffzellen ersetzen Batterien

Immer mehr portable elektronische Geräte benötigen immer mehr Energie. Eine revolutionäre Mikro-Brennstoffzelle einer Forschungsgruppe in Italien könnte herkömmliche Batterien als Energielieferanten für diese Geräte bald ablösen.

Der Einsatz von tragbaren Computern wie z.B. Laptops, aber auch von Funktelefonen, Camcordern, PDAs und anderen portablen elektronischen Geräten hat im Verlauf des letzten Jahrzehnts dramatisch zugenommen. Die Anforderungen an diese Geräte sind enorm gestiegen, was zu einem entsprechenden Anstieg des Energieverbrauchs geführt hat. Für traditionelle Batterien wird es immer schwieriger, mit dieser Entwicklung Schritt zu halten.

Hier stellen Mikro-Brennstoffzellen eine mögliche Lösung dar. Bei einer solchen Zelle handelt es sich um ein miniaturisiertes elektrochemisches Bauelement, das elektrische Energie aus Methanol, Wasserstoff, Erdgas oder anderen alternativen Brennstoffen erzeugt. Für ihre geringen Abmessungen werden dabei beachtliche Leistungsdichten erreicht.

Forscher vom italienischen Institut für Mikroelektronik und Mikrosysteme haben sich jetzt neueste Techniken aus der Mikrosystemtechnik zur Herstellung einer Mikro-Brennstoffzelle auf einem Siliziumchip zunutze gemacht. Dabei werden auf dem Chip Kanäle zum Transport von Sauerstoff und Brennstoff angelegt. Oberhalb dieser Kanäle befindet sich eine Schicht, die aus einer Katalysatorsuspension in einem porösen Siliziumsubstrat besteht. Das Substrat wird anschließend mit einer Polymer-Protonentauschermembran bedeckt, das für ausreichend hohe thermische und chemische Stabilität und Protonenleitung sorgt und so beachtliche Leistungen ermöglicht.

Die neue Mikro-Brennstoffzelle liefert mehr Energie, so dass elektronische Geräte der oben erwähnten Art im Vergleich zu herkömmlichen Batterien deutlich länger netzunabhängig arbeiten können. Dabei ist sie wahrscheinlich auch umweltfreundlicher, da Altbatterien ja bekanntlich die Ursache für erhebliche Mengen an Sondermüll sind.

Diese wissenschaftlichen Fortschritte wurden bereits patentiert. Der Prozess ist kompatibel zu den ULSI-Prozessen (Ultra Large Scale Integration) und dürfte daher universelle Akzeptanz finden. Die ersten Ergebnisse haben in der internationalen Forschergemeinde großes Interesse gefunden. Die Erfinder sind nicht nur auf der Suche nach Wagniskapital für die Finanzierung einer Firmengründung, sondern möchten auch die weitere europäische Forschung auf diesem Gebiet stimulieren.

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