Methanol-Brennstoffzelle in Zukunft unverzichtbar?

Die Methanol-Brennstoffzelle stellt eine vielversprechende Technologie für die nachhaltige Energieversorgung dar. Mit ihrer Fähigkeit, aus Methanol direkt elektrische Energie zu erzeugen, bietet sie zahlreiche Vorteile gegenüber traditionellen Energiequellen.

Technische Aspekte der Methanol-Brennstoffzelle

Eine Methanol-Brennstoffzelle, insbesondere die Direkt-Methanol-Brennstoffzelle (DMFC), wandelt chemische Energie aus Methanol direkt in elektrische Energie um. Der Hauptunterschied zu anderen Brennstoffzellen besteht darin, dass Methanol als flüssiger Brennstoff verwendet wird. Dies erleichtert die Handhabung und Lagerung.

Elektrochemische Prozesse

In einer DMFC erfolgt die elektrochemische Reaktion direkt mit Methanol (CH3OH) und Wasser an der Anode. Dabei entstehen CO2, Protonen und Elektronen. Die Elektronen fließen durch einen externen Stromkreis zur Kathode, wo sie mit Sauerstoff zu Wasser reagieren.

Möglich ist dies bei vergleichsweise geringen Temperaturen von etwa 20 bis 130 °C. Dadurch sind auch praktische Anwendungen wie Schnellstarts möglich. Das stellt einen Vorteil zu anderen Ansätzen bei Brennstoffzellen dar.

Effizienz und Leistungsfähigkeit

Die Effizienz von Methanol-Brennstoffzellen liegt typischerweise zwischen 20% und 30%. Mit diesen Werten sind sie weniger effizient als einige andere Brennstoffzellentechnologien. Immerhin erreichen sie das gleiche Niveau wie Benzinmotoren. Außerdem bieten sie Vorteile in der Einfachheit des Brennstoffhandlings und der Energiedichte des Methanols.

Materialien und Innovationen

Aktuelle Forschungen konzentrieren sich auf die Entwicklung neuer Katalysatoren und Membranmaterialien. Dadurch soll sich die Effizienz und Haltbarkeit der DMFCs verbessern. Platin-basierte Katalysatoren sind weit verbreitet, was aber offensichtlich mit hohen Kosten verbunden ist. Unternehmen wie SFC Energy arbeiten nicht nur an einer Verbesserung der Leistungsfähigkeit von Methanol-Brennstoffzellen, sondern auch an der Verringerung von Kosten.

Wo kommen Methanol-Brennstoffzellen zum Einsatz?

Transportwesen

Methanol-Brennstoffzellen im Auto bieten eine interessante Alternative zu Wasserstoff-Brennstoffzellen und Batterien. Sie ermöglichen eine schnelle Betankung und eine hohe Energiedichte, was besonders für Langstreckenfahrzeuge vorteilhaft ist.

Stationäre Energieversorgung

Im Bereich der stationären Energieversorgung werden DMFCs zur Stromerzeugung in abgelegenen Gebieten oder als Backup-Systeme genutzt. Ihre Fähigkeit, kontinuierlich Energie zu liefern, macht sie ideal für Anwendungen, bei denen eine zuverlässige Stromversorgung erforderlich ist. SFC Energy stellte in Zusammenarbeit mit AXSOL eine Lösung für den Katastrophenschutz vor.

Mobile Anwendungen und Elektronik

Kleingeräte wie Laptops, Mobiltelefone und tragbare Ladegeräte profitieren von der hohen Energiedichte und der einfachen Handhabung von Methanol-Brennstoffzellen. Diese Anwendungen nutzen die Vorteile der DMFCs für längere Betriebszeiten und einfache Nachfüllung. Samsung stellte bereits im Jahr 2007 ein Notebook mit einem Prototyp einer Methanol-Brennstoffzelle vor, welche Akkulaufzeiten von bis zu einem Monat ermöglichen sollte.

Seither scheint sich aber nicht mehr allzu viel getan zu haben und ich konnte keine aktuellen Beispiele für entsprechende Anwendungen finden. Bei Kleingeräten ist die Methanol-Brennstoffzelle daher momentan eher in der Theorie von Interesse.

Brennstoffzelle mit Methanol: Lohnt sich das?

Die Produktionskosten für Methanol-Brennstoffzellen sind derzeit noch hoch. Doch sinkende Kosten für Materialien und Massenproduktion könnten dies in Zukunft ändern. Investitionen in Forschung und Entwicklung sind entscheidend, um die Wirtschaftlichkeit zu verbessern.

Prognosen deuten darauf hin, dass der Markt in den kommenden Jahren weiter expandieren wird, insbesondere in den Bereichen Transport und mobile Anwendungen. Aus wirtschaftlicher Sicht ergibt sich daher durchaus ein interessantes Wachstumspotenzial. Oftmals gelingt es Unternehmen aber bisher nicht, damit auch tatsächlich überzeugende Umsätze zu generieren. Benötigt werden hohe Investitionen für einen Markt, dessen weitere Entwicklung sich nicht mit Sicherheit vorhersagen lässt.

Die Aussichten für Methanol-Brennstoffzellen sind dennoch interessant. Angetrieben wird das potenzielle Wachstum durch die steigende Nachfrage nach sauberen und nachhaltigen Energiequellen. Die Marktforscher von Mordor Intelligence rechnen damit, dass im Zeitraum von 2022 bis 2027 ein jährliches Wachstum von 13 Prozent erreicht wird. Treibende Faktoren sind die zunehmenden Investitionen in Forschung und Entwicklung sowie die staatliche Unterstützung für umweltfreundliche Technologien​.

Aktuell verdienen Unternehmen mit Methanol-Brennstoffzellen allerdings nur bescheidene Umsätze. SFC Energy gilt noch als positives Beispiel, da immerhin schwarze Zahlen erreicht werden können. Für viele andere Anbieter handelt es sich aber noch um ein Verlustgeschäft, was vor allem auf notwendige Investitionen zurückzuführen ist.

Die wichtigsten Hersteller von Methanol-Brennstoffzellen

Zahlreiche Unternehmen haben sich in diesem Bereich als führend etabliert. Zu den bedeutendsten zählen folgende Konzerne:

1. SFC Energy AG

SFC Energy AG ist ein global führender Anbieter von mobilen und stationären Brennstoffzellensystemen. Das Unternehmen entwickelt und produziert Methanol-Brennstoffzellen, die in verschiedenen Anwendungen wie mobilen und Off-grid Energieversorgungslösungen eingesetzt werden. SFC Energy hat eine starke Präsenz in Märkten wie der öffentlichen Sicherheit, dem Öl- und Gassektor sowie der industriellen Energieversorgung​.

2. Blue World Technologies

Blue World Technologies ist ein dänisches Unternehmen, das sich auf die Entwicklung und Herstellung von Hochleistungs-Methanol-Brennstoffzellen konzentriert. Diese Brennstoffzellen finden Anwendung in der maritimen Industrie, im Schwerlasttransport und in stationären Energieversorgungssystemen. Das Unternehmen integriert alle technologischen und produktionstechnischen Schritte in-house. Darüber hinaus strebt es an, eine kosteneffiziente und umweltfreundliche Alternative zu herkömmlichen Verbrennungsmotoren zu bieten​.

3. Ballard Power Systems Inc.

Ballard Power Systems, ein kanadisches Unternehmen, ist gerade an der Börse ein bekannter Name in der Brennstoffzellen- und Wasserstoffbranche. Ballard Power produziert neben vielen weiteren Produkten auch Methanol-Brennstoffzellen. Das Unternehmen bietet Lösungen für verschiedene Märkte, einschließlich des Transports und der stationären Energieversorgung, und ist für seine fortschrittlichen Brennstoffzellentechnologien bekannt​.

4. Johnson Matthey

Johnson Matthey ist ein weltweit tätiges Unternehmen, das Katalysatoren und Brennstoffzellenkomponenten herstellt. Im Bereich der Methanol-Brennstoffzellen ist Johnson Matthey führend in der Entwicklung effizienter Katalysatoren, die die Leistung und Haltbarkeit der Brennstoffzellen verbessern​.

5. Horizon Fuel Cell Technologies

Horizon Fuel Cell Technologies mit Sitz in Singapur ist nach eigenen Angaben ein führender Anbieter von Brennstoffzellentechnologien, einschließlich Methanol-Brennstoffzellen. Das Unternehmen fokussiert sich auf tragbare Energieversorgungslösungen und industrielle Anwendungen.