General Motors erzielen Durchbruch bei Treibstoffzellen

Washington (ots-PRNewswire) - General Motors (New Yorker Börse:
GM) haben in ihren Bemühungen, Automobile mit Treibstoffzellen auszustatten, einen Durchbruch in Leistung und Technik zu verzeichnen. Byron McCormick, Co-director von General Motors Global Alternative Propulsion Center, gab bekannt, dass das Unternehmen in der Lage ist, bei einer Umgebungs- und Lagertemperatur von - 20 Grad Celsius ohne Verzögerung Energie aus einer Treibstoffzelle zu beziehen.

Bei seiner Rede auf der Earth Technologies Forum Konferenz teilte McCormick den Anwesenden mit, dass den GM-Ingenieuren in der Treibstoffzellen-Entwicklungs-Einrichtung des Unternehmens in Rochester, New York, der erfolgreiche Betrieb GM entworfener und gebauter Treibstoffzellen-Stapel bei Temperaturen bis zu - 20 Grad Celsius gelungen ist.

Die Ingenieure setzen einen Treibstoffzellen-Stapel routinemäßig in eine Umweltkammer und reduzieren die Temperatur auf unterhalb des Gefrierpunktes. Wenn der Stapel die gewünschte Testtemperatur erreicht hat, wird er gestartet und mit voller Kraft betrieben. Starttest bei Temperaturen unter Null wurden an demselben GM Stapel bis zu 25 Mal wiederholt, ohne dass eine Reduzierung der Leistung eintrat.

"Treibstoffzellen müssen den Erwartungen des Kunden entsprechen, wenn sie kommerziell erfolgreich sein sollen", sagte McCormick, "und eine schlichte Erwartung von Kunden, die in Detroit, Frankfurt oder Tokio leben ist, dass ihr Fahrzeug an einem kalten Januarmorgen anspringt."

Das Starten eines Treibstoffzellen-Stapels bei Temperaturen unter dem Gefrierpunkt war für Ingenieure und Wissenschaftler - wegen der Rolle, die Wasser beim Betrieb von Treibstoffzellen spielt -jahrelang eine Herausforderung. Treibstoffzellen verwenden Wasserstoff und Sauerstoff (aus der Luft), um Elektrizität zu erzeugen. Das wird durch den Einsatz einer speziell konstruierten Membran erreicht. Wasserstoff wird an eine Seite der Membran geliefert und dort in Elektronen und Ionen (Moleküle ohne Elektronen) getrennt. Die Membran ist für die Ionen durchlässig, blockiert jedoch den Durchgang für Elektronen. Die Elektronen müssen einen elektrischen Schaltkreis passieren, um auf die andere Seite der Membran zu gelangen, wo sie sich mit den Ionen und dem Sauerstoff verbinden und Wasser bilden. Da sich Wasser, wenn es gefriert, ausdehnt, besteht für den Stapel permanent die Gefahr, beschädigt zu werden, wenn er nicht richtig konstruiert ist.

Nach Aussagen von McCormick hat sich die Diskussion über Treibstoffzellen zu sehr auf die Dinge konzentriert, die den Ingenieuren und Wissenschaftlern bekannt sind, und es gab kaum einen wertvollen Dialog über die Problemstellung, wie man diese emissionsfreien Antriebssysteme rasch in die Fahrzeuge bringen könnte.

"Es gab in der Industrie viele Diskussionen über mit Wasserstoff-Antriebszellen betankte Fahrzeuge", sagte McCormick. "Alle an der Entwicklung der Treibstoffzelle Beteiligten wussten seit 30 Jahren, wie man es macht. Wenn das Thema so einfach wäre, würden heute bereits Fahrzeuge verkauft werden."

"Der Weg zu einem erschwinglichen und zuverlässigen Fahrzeug mit Treibstoffzellen für Konsumenten unterteilt sich in drei Stufen", sagte er. "Zunächst benötigen wir Treibstoffzellen-Systeme, die in naher Zukunft in Fahrzeugen eingesetzt werden können, und das bedeutet: Prozessor-gestützte Treibstoffzellen-Systeme, die mit einem problemlos erhältlichen Treibstoff arbeiten, der dem Kunden vertraut ist, wie z.B. Benzin. Zweitens benötigen wir mit dem Fortschreiten von Technologie und Innovationen sichere und zuverlässige Wasserstoff-Speichersysteme im Fahrzeug. Und schließlich benötigen wir ein Verteilungssystem, das den Wasserstoff an die für den Kunden bequem zu erreichenden Standorte liefert. Auf Grund der gesamten Entwicklung dieser Systeme müssen sie den Erwartungen des Kunden hinsichtlich Leistungsfähigkeit und Kosten entsprechen."

McCormick sagte, dass GM-Ingenieure ein nicht leitendes Kühlmittel für den Zellenstapel entwickeln mussten, das mit den Materialien des Automobils und der Treibstoffzellen kompatibel und in der Lage ist, in einem Spektrum von Nutzungstemperaturen zwischen - 40 Grad Celsius und 120 Grad Celsius zu funktionieren. "Dieses Kühlmittel ist eine der Entwicklungen, durch die wir in der Lage sind, Treibstoffzellen bei Temperaturen unter dem Gefrierpunkt zu betreiben.

"Das Starten des Treibstoffzellen-Stapels bei - 20 Grad war wichtig", sagte er, "aber noch wichtiger war, dass wir gezeigt haben, dass wir unmittelbar Energie erzeugen können. Jetzt liegt die Aufgabe darin, das Kühlmittel und das Treibstoffzellen-System voll dahin zu entwickeln, dass es auf - 40 Grad gehen und unmittelbar Energie erzeugen kann."

Nach Aussagen von McCormick ist die Lösung der Fragen um Entwicklung und Kommerzialisierung von Treibstoffzellen eine Herausforderung für die Branche. "Darum glauben wir, dass eine Zusammenarbeit bei Fragen der Basistechnoloigie wichtig ist", sagte er. "Unsere Zusammenarbeit mit Toyota in der modernen Technologie wird das Tempo der Innovation und des Einsatzes von Technologie für den Kunden beschleunigen."

Letzten Endes ist dies ein Marathonlauf und kein Sprint", sagte McCormick. "Die Lösung von Problemen des Kaltstarts ist nur eine von vielen technischen Hürden auf dem Weg zu kommerziell überlebensfähigen Treibstoffzellen."

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