Lkw – Den Bordstrom über Brennstoffzellen beziehen

Der elektrische Verbraucher des Bordnetzes eines Lastwagen benötigt fast so viel Strom wie ein Mehrfamilien-Haus. Diese Energie könnte künftig auch durch Brennstoffzellen (BSZ) bereit gestellt werden. Diesen Plan verfolgen jetzt die Wissenschaftler vom Christian Doppler Labor am Forschungszentrum Jülich. Vorteile gegenüber der Stromproduktion mit einem Verbrennungsmotor bietet die deutlich sauberere, leiserere und effizienterer arbeitende Brennstoffzellen (Auxiliary Power Unit = APU). Langfristig gesehen könnten diese APUs auch im Fahrbetrieb eingesetzt werden, um zusätzliche elektrische Energie für Hybrid-Funktionen bereitzustellen.

Ziel des Projekts

Ziel des nun gestarteten Projekts ist die Verbesserung der Lebensdauer von metallgestützten Hochtemperatur-Brennstoffzellen, die ohne das in anderen Varianten meist eingesetzte Platin auskommen. Dieses Edelmetall ist sehr selten und teuer, was die Verbreitung der Technik behindert. Die bei dem Projekt verwendeten metallgestützten Varianten können mittels eines zwischengeschalteten Reformers handelsüblichen Fahrzeugdiesel umsetzen. Außerdem halten sie im Vergleich mit anderen Bauarten den Stößen und Vibrationen am Fahrzeugboden von Lkw besser stand.

„Zu hohe Alterungsrate“

Darüber hinaus ließen sich mit ihnen die Herstellungskosten weiter reduzieren. Zellen mit dem gegenwärtigen Entwicklungsstand haben allerdings den Nachteil, dass die Leistung bereits nach einigen Hundert Betriebsstunden deutlich abfällt. „Ursachen für die noch zu hohe Alterungsrate sind die noch nicht optimale Mikrostruktur der Elektroden, die Wechselwirkung der Elektrodenwerkstoffe mit Verunreinigungen der Betriebsgase sowie Interdiffusions- und Oxidationsvorgänge an den Grenzflächen.

Längst eine Erfolgsgeschichte

Die bereits am Institut entwickelte, anodengestützte Hochtemperatur-Brennstoffzelle ist zwar längst eine Erfolgsgeschichte. Sie bewährt sich in einem Langzeitversuch seit nunmehr über 60.000 Stunden, eignet sich aber wegen mangelnder Langzeitstabilität nicht für für die Bordstromversorgung. Ziel ist es nun, mit der metallgestützten Variante etwa ein Fünftel dieser Laufzeit zu erreichen.