Efficiëntere brandstofcel op alcohol

Het Helmholz Zentrum in Berlin (HZB) heeft in samenwerking met onderzoekers uit Brazilië een nieuw soort membraan ontwikkeld voor een efficiëntere brandstofcel die werkt op basis van ethanol (alcohol). Het gaat om een composiet (samenstelling van verschillende materialen) membraan dat bestaat uit het polymeer Nafion waarin minuscule deeltjes van titaniumverbindingen zijn verwerkt. De studie is gepubliceerd in het Journal of Membrane Science.

Brandstofcellen worden door veel mensen gezien als de toekomst voor verschillende mobiliteitsvormen van auto’s tot treinen en vliegtuigen. Ze lijken in veel opzichten op accu’s. De elektrische energie komt tot stand door een chemische reactie. Het verschil met een accu is alleen dat een accu slechts een opslagmedium is voor elektrische energie, terwijl de brandstofcel zelf elektriciteit produceert.

Alcohol uit suikerriet

Nou is het zo dat er in Europa vooral gekeken wordt naar brandstofcellen die werken op waterstof, dat in een reactie met zuurstof zorgt voor waterdamp en elektriciteit. Maar er zijn ook andere brandstoffen mogelijk zoals alcohol. Dat maakt het voor Brazilië zeer interessant omdat alcohol daar een populaire brandstof is, die in overvloed aanwezig is, meestal gemaakt uit suikerriet.

In theorie kan het rendement van een brandstofcel voor ethanol oplopen tot 96 procent. Dan wordt dus bijna alle aanwezige energie benut. Maar in de praktijk ligt de efficiëntie, door verschillende omstandigheden, slechts rond de 30 procent.

Een van die – de efficiëntie drukkende – omstandigheden is het gebruikte membraan, dat in de brandstofcel zorgt voor de scheiding van elektrolyten tijdens de elektrochemische reactie. Een belangrijk onderdeel dus.

Het nieuwe composiet membraan bestaande uit Nafion en titaniumverbindingen levert volgens de onderzoekers van het HZB  een flinke verbetering op ten opzichte van andere membranen.