Entwicklung: Die beiden Unternehmen befassen sich mit Direkt-Ethanol-Brennstoffzellen / Projektende 2020
Aktensteig/Nagold. Der Abgastechnik-Spezialist Boysen mit Stammsitz in Altensteig und das DLR-Spin-off CENmat aus Waldenbuch gehen künftig gemeinsame Wege: Im Rahmen des Kooperationsprojekts "EtOx-Cat" forschen die beiden Unternehmen am Einsatz von Direkt-Ethanol-Brennstoffzellen für stationäre Anwendungen. Im Fokus stehen dabei Katalysatoren, die für diesen Einsatz optimiert werden sollen. Boysen treibt dieses Projekt am Entwicklungsstandort in Nagold voran.
Anders als bei herkömmlichen Automotive-Anwendungen werden Katalysatoren in Brennstoffzellen nicht etwa als Reinigungskomponenten verwendet, sondern wirken dort als Reaktionsbeschleuniger zur Aufspaltung der Energiequelle wie Wasserstoff (mobile Anwendungen) oder Alkohol (stationäre Anwendungen).
Das Funktionsprinzip der Direkt-Ethanol-Brennstoffzelle: "Durch die Spaltung von Alkohol – beziehungsweise Ethanol – wandelt die Zelle chemische in elektrische Energie um. Als Restprodukte bleiben Wasser und Kohlendioxid (CO2). Das freigewordene CO2 entspricht dabei der Menge, die bei der Gewinnung von Bio-Ethanol zuvor gebunden worden ist. "Somit ist die Stromerzeugung CO2-neutral", erklärt Seyed Schwan Hosseiny, der Geschäftsführer des Spin-offs CENmat, das sich aus dem Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) in Stuttgart – genauer: aus dem Institut für Technische Thermodynamik – ausgegründet hat. Als Experte für kundenspezifische Nanomaterialien in der Energie- und Medizintechnik befasst sich das Unternehmen auch mit Katalysatoren, die in Brennstoffzellen eingesetzt werden.
Mit Boysen hat CENmat nun einen erfahrenen Partner aus der Automobil- und Nutzfahrzeugindustrie gewonnen. Neben einer hohen Entwicklungskompetenz verfügt die Boysen-Gruppe auch über ein globales Produktionsnetzwerk: Weltweit entwickeln und fertigen 4200 Mitarbeiter an 20 Standorten innovative Lösungen zur Abgasreinigung und Schalldämpfung.
Darüber hinaus beschäftigt sich die Unternehmensgruppe im BIN Boysen Innovationszentrum Nagold – neben dem Stammsitz in Altensteig der zweite Entwicklungsstandort der Boysen-Gruppe – auch mit Neuerungen im Bereich der Energie- und Umwelttechnologie. "Damit ist Boysen quasi eine Art Wunschpartner für unser dreiköpfiges Gründerteam", betont Seyed Schwan Hosseiny.
Weil Katalysatoren in jeder Brennstoffzelle zum Beschleunigen der chemischen Reaktionen notwendig sind, liegt der Unterschied bei "EtOx-Cat" zunächst im Energielieferanten: Während Wasserstoff vorwiegend bei mobilen Anwendungen verwendet wird, war in stationären Brennstoffzellen bislang Methanol eine weitverbreitete Energiequelle. Aufgrund ihrer Giftigkeit für den Menschen und mehrerer technologischer Nachteile gerät die chemische Verbindung jedoch zunehmend in den Hintergrund. Deshalb setzen die Projektbeteiligten auf das vorteilhaftere und zukunftsweisendere Ethanol.
Die Motivation hinter dieser Forschungskooperation schildert Andreas Dreizler, Direktor Zukunftsstrategie bei Boysen: "Im direkten Vergleich zum Methanol-Pendant sind sowohl Wirkungsgrad als auch Energiedichte einer Direkt-Ethanol-Brennstoffzelle deutlich höher." Tatsächlich scheint das flüssige Ethanol als Energieträger erfolgversprechender zu sein, zumal es auch vergleichsweise preiswert, besser zu handhaben und zudem umweltfreundlicher ist, da Ethanol größtenteils aus Biomasse gewonnen wird.
"Der Einsatz von Ethanol bringt allerdings völlig andere Anforderungen an den Katalysator mit sich. Und genau daran werden wir gemeinsam arbeiten, um die Direkt-Ethanol-Brennstoffzelle für stationäre Einsatzmöglichkeiten zu optimieren", so Dreizler. Konkret vorstellen könne man sich die Technologie vor allem bei kompakten Stromaggregaten oder zur Stromversorgung von Telekommunikationsanlagen in infrastrukturschwachen Gebieten. Erste Zwischenergebnisse der Forschung sind in der zweiten Jahreshälfte zu erwarten. Das Forschungsprojekt läuft bis Juli 2020.