Brennstoffzellen – ein Schwerpunkt innovativer, marktorientierter Forschung in NRW

Die Förderung innovativer Energie- und Umwelttechnologien hat Ministerpräsident Peer Steinbrück in dem 10-Punkte-Plan der Landesregierung „Mit Innovationen die Zukunft gewinnen“ als einen der sechs Forschungsschwerpunkte in Nordrhein-Westfalen benannt. „Dabei kommt der Brennstoffzellenforschung eine herausragende Bedeutung zu. Nordrhein-Westfalen ist nicht nur das Energieland Nummer Eins der Bundesrepublik Deutschland, sondern nimmt auch bei der Brennstoffzellenforschung national und international einen Spitzenplatz ein“, sagte Wissenschaftsministerin Hannelore Kraft im Rahmen der sechsten Journalistenreise der Landesinitiative Zukunftsenergien NRW.

Die Entwicklung der Brennstoffzellentechnik schreitet in NRW mit großen Schritten voran. Was vorgestern noch Vision war, ist heute der Prototyp als umweltfreundlicher Antrieb in Autos oder Bussen, als CO2-freie Heizungsanlage der Zukunft oder der Akkupack in Laptops oder Handy. „Diese Forschungsentwicklung ist gezielt auf marktreife Produkte ausgerichtet. Das treibt die Landesregierung intensiv voran. So werden bislang rund 50 Brennstoffzellenprojekte mit knapp 50 Millionen Euro bei einem Gesamtvolumen von etwa 100 Millionen Euro gefördert. Mehr als 300 Firmen und Forschungseinrichtungen arbeiten im Kompetenz-Netzwerk Brennstoffzelle und Wasserstoff NRW an zukunftsfähigen Lösungen für die Energiefragen von heute und morgen“, betonte Kraft.

Nordrhein-Westfalen verfügt dazu über umfassende Kompetenzen in Wirtschaft und Wissenschaft. Zahlreiche Unternehmen und Hochschulen arbeiten bereits seit Jahren auf den für die Brennstoffzellentechnik relevanten Gebieten, wie etwa im Maschinenbau, in der Verfahrenstechnik, der Werkstoffkunde oder der Elektrotechnik. Ministerin Kraft: „Mit dieser Reise möchten wir verdeutlichen, auf welch gutem Weg wir in Entwicklung und Anwendung dieser neuen, zukunftsweisenden Technologie sind.“

Erste Station war das Zentrum für BrennstoffzellenTechnik (ZBT) in Duisburg. Von diesem An-Institut der Universität Duisburg-Essen werden wegweisende Impulse für die Entwicklung und Durchsetzung der Brennstoffzellentechnologie erwartet. Zudem soll das Zentrum einen Beitrag dazu leisten, Nordrhein-Westfalen als einen international interessanten Standort der Brennstoffzellen-Technologie zu etablieren.

Es schlägt durch die Zusammensetzung seiner Mitarbeiterschaft aus Maschinenbauern, Verfahrenstechnikern, Elektrotechnikern und Chemikern genau die Brücke zwischen den Disziplinen, die zu einer erfolgreichen Realisierung von Brennstoffzellensystemen für die verschiedenen Anwendungen unabdingbar sind. Dadurch wird ein breites, anwendungsbezogenes Forschungsfeld gewährleistet. Das ZBT ist dabei als Entwickler, Systemintegrator und Koordinator auf den Gebieten stationärer, mobiler und portabler Energieversorgung tätig. Von der Materialentwicklung über die Komponententests bis zur Hard- und Softwareentwicklung und Entsorgungskonzepten reicht das breite Band der Aktivitäten des ZBT. Ziel des Zentrums ist, sich als neuen Ansprechpartner für die Industrie zu etablieren, der kompetent F&E-Dienstleistungen, Prototypenbau und eventuell auch die Fertigung in kleinen Serien anbieten kann.

Weitere Station der Fahrt war das Max-Planck Institut für Kohlenforschung in Mülheim an der Ruhr. Dort wird u.a. Forschung im Bereich der Beschleunigung chemischer Reaktionen betrieben. Dabei geht es um die Speicherung von Wasserstoff in Metallhydriden. In diesen Metallhydriden wird Wasserstoff im Gegensatz zur Gasflasche in einem Festkörper gebunden und kann zu beliebiger Zeit wieder freigesetzt werden. Seit einigen Jahren werden Metallhydride auf Basis von Aluminiumverbindungen intensiv beforscht. Aufgrund der hohen Speicherkapazität für Wasserstoff und der niedrigen Temperaturen zur Freisetzung des Wasserstoffs, sind diese Verbindungen von besonderem Interesse bei der mobilen Anwendungen von Brennstoffzellen.

Abschließend stand ein Besuch bei der Ruhr-Universität Bochum auf dem Programm. An der Fakultät für Chemie wird in Bochum die Entdeckung und Optimierung von neuen Katalysatoren für Brennstoffzellen angestrebt. Dabei kooperiert der Lehrstuhl für Technische Chemie mit der Arbeitsgruppe Elektroanalytik & Sensorik. Wegen der hohen Materialkosten, insbesondere für Katalysatoren und Membranen, sind Brennstoffzellen bislang noch nicht als kommerzielles Massenprodukt konkurrenzfähig. Nur eine signifikante Verringerung der benötigten Katalysatormenge bietet eine wesentliche Voraussetzung für eine mögliche Kostenreduktion und einen breiten Marktzugang.