Günstiger Strom aus Keramik

Dereinst sollen Brennstoffzellen Akkus als Stromlieferanten in Notebooks ersetzen und dank einfacher Nachfüllsysteme die panische Suche nach der nächsten Steckdose in Vergessenheit geraten lassen. Bisher scheiterte der Einsatz miniaturisierter Brennstoffzellen vor allem an den Kosten. Denn Brennstoffzellen müssen aus hunderten Einzelteilen zusammengebaut werden, was nicht nur die Produktion, sondern auch die Entwicklung teuer macht. Eine Lösung für dieses Problem wollen nun die Forscher des Fraun­hofer-Instituts für Keramische Technologien und Systeme um Michael Stelter gefunden haben. Sie haben eine Brennstoffzelle auf keramischer Basis entwickelt. Als Baumaterial kommen Niedertemperatur-Einbrand-Keramiken (Low Temperatured Cofired Ceramic, kurz LTCC) zum Einsatz. LTCC ermöglicht die Produktion von Mehrlagenschaltung mit Hilfe von gesinterten Keramikträgern. Im Siebdruckverfahren oder durch photochemische Prozesse können Leiterbahnen, Kondensatoren, Widerstände und Spulen erzeugt werden. So wird LTCC bereits seit einiger Zeit in der Chipindustrie als Träger mikroelektrischer Bausteine genutzt. Den Forschern um Michael Stelter ist es nun gelungen, zusätzliche nichtelektronische Funktionselemente in die Keramik einzuarbeiten. So können sie ähnlich wie Computerchips Brennstoffzellen mit winzigen Kanälen für den Wasserstoff- und Flüssigkeitstransport «prägen». Da die Fertigung aus Einzelteilen entfällt, sind die Keramik-Brennstoffzellen sehr günstig. Zudem soll das Verfahren sehr zuverlässig sein.
Neben den Kostenersparnissen bringt die LTCC-Brennstoffzelle auch eine grössere Auswahl bei den verfügbaren Brennstoffen. Neben den häufig verwendeten Energieträgern Wasserstoff und Methanol kann man die Keramik-Zellen auch mit Exoten wie Ameisensäure befeuern, die der Keramik im Gegensatz zu anderen Materialien nichts anzuhaben vermag.