Mini-Brennstoffzelle nur drei Millimeter gross

publiziert: Montag, 26. Jan 2009 / 17:36 Uhr / aktualisiert: Montag, 26. Jan 2009 / 21:41 Uhr

Illinois - Forscher der Universität Illinois haben die weltweit kleinste funktionierende Brennstoffzelle vorgestellt. Die mit Wasserstoff betriebenen Energieerzeuger sollen künftig portable Endgeräte mit Strom versorgen.

Noch ist die erzeugte Energie für ein Mobiltelefon zu gering, doch Micro-Roboter können schon betrieben werden.
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Die nun vorgestellte Entwicklung hat die Abmessungen von drei mal drei Millimeter bei einer Dicke von einem Millimeter, berichtet das Wissenschaftsmagazin New Scientist. Insgesamt produzieren die ersten Prototypen der Mini-Brennstoffzellen 0,7 Volt Spannung und 0,1 Milliampere Stromstärke. Mit einer Tankfüllung arbeitet das System 30 Stunden.

Momentan ist es noch einfacher, Batterien auf diese Grösse zu bringen. Bei Brennstoffzellen ist es die grosse Herausforderung, die notwendige Flüssigkeitspumpe sowie die Elektronik zu miniaturisieren.

Eigener Energieverbrauch entscheidend

«Derart verkleinerte Komponenten benötigen zumeist mehr Energie für ihren Betrieb, als das Brennstoffzellensystem liefern kann», erläutert der Wissenschaftler Saeed Moghaddam. Seine Entwicklung kommt ohne Pumpe aus und verbraucht daher auch selbst keine Energie.

Die Mini-Brennstoffzelle besteht lediglich aus vier Komponenten. Eine dünne Membran trennt den Wassertank von dem mit Metallhydrid gefülltem Bereich. Darunter sind die Elektroden angebracht.

Kleine Löcher in der Membran sorgen dafür, dass das Wasser in der angrenzenden Kammer als Dampf ankommt. Dieser Dampf reagiert mit dem Metallhybrid zu Wasserstoff, was einen Druck entstehen lässt, der die Membran verschliesst.

Ohne Pumpe

An den Elektroden wird schliesslich Strom produziert und sobald der Druck wieder abnimmt, fliesst weiteres Wasser nach, um die Reaktion aufrecht zu erhalten. Dieser Vorgang benötigt keine Pumpe, er funktioniert lediglich durch die Oberflächenspannung des Wassers.

Für den Betrieb eines Mobiltelefons ist die produzierte Energie noch zu gering, allerdings berichten die Wissenschaftler, dass sie mit adaptierten Designs eine Stromstärke von 1,0 Milliampere erreichen können. Damit könnten immerhin kleinere elektronische Geräte beispielsweise Micro-Roboter betrieben werden.

(fest/pte)

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