Sonntag , 22 Oktober 2017

Mikro-Brennstoffzellen

Wer kennt es nicht: Gerade im wichtigsten Augenblick des Tages versagt der Handyakku, der Laptop fällt aus oder die Digicam macht schlapp. Besonders bei Handys sind Akkuprobleme mühsam, weshalb man bei STMicroelectronics an einer neuen Lösung arbeitet: Brennstoffzellen.  

Mini-Brennstoffzellen würden Handys nicht nur enorm leistungsfähiger, sondern mit der Zeit auch kleiner und bedienerfreundlicher werden lassen, so ist man bei Technology R&D überzeugt. Ausserdem würden die umweltschädlichen Akkus verschwinden, da der Brennstoff für die winzigen Zellen nachhaltig aus organischen Quellen bezogen werden kann.

Die Funktion einer Brennstoffzelle beruht auf einer chemischen Wechselwirkung zwischen Wasserstoff und Sauerstoff, bei der Wasser, Wärme und elektrische Energie frei wird. Eine Brennstoffzelle besteht in der Regel aus einem Elektrodenpaar (Anode und Katode). Beide sind durch eine Membran getrennt, die für Protonen (Wasserstoff-Ionen) durchlässig ist, aber von Elektronen nicht passiert werden kann. Katalysatoren wie zum Beispiel Platin werden zum Verstärken der Reaktion genutzt, damit mehr elektrische Energie erzeugt wird.

Das Problem ist, vereinfacht gesagt, dass die Leistung der Brennstoffzelle von deren Oberfläche abhängt – dabei sollten die Handys ja kleiner, nicht grösser werden.
ST hat nun einen Teilschritt zur Überwindung dieses Problems gemacht und neue Techniken entwickelt, die die Brennstoffzelle als dreidimensionale Struktur implementiert. Tausende Mikrokanäle maximieren dabei die Kontaktfläche zwischen den Gasen, den Katalysatoren und den Elektroden.

Die Arbeit von ST im Bereich der Mikro-Brennstoffzellen wird teils durch ein nationales Forschungsprojekt unterstützt, dessen Ziel die Entwicklung kleiner Brennstoffzellen für tragbare elektronische Geräte ist und an dem sich außerdem mehrere weitere italienische Institutionen (CNR-IMM, CNR-ITAE, CNR-ITS und die Pirelli-Laboratorien) beteiligen. ST leitet und koordiniert in diesem Vorhaben die Aktivitäten im Zusammenhang mit der Herstellung und Integration von Mikro-Brennstoffzellen.

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