Problemstellung

Brennstoffzellen haben sich in der Raumfahrt und in U Booten bereits bewährt. Da bei der Verwendung von Wasserstoff als Energieträger nur Wasser als Reaktionsprodukt entsteht, hofft man, in naher Zukunft mit ihrer Hilfe auch die durch den Straßenverkehr verursachten Umweltbelastungen reduzieren zu können.

Ob der Schadstoffausstoß beim Betrieb auch in der Gesamtbilanz positiv ist, hängt jedoch auch davon ab, welche Primärenergiequelle zur Erzeugung des Wasserstoffs genutzt wird. Auf Grund des hohen elektrischen Wirkungsgrades von 60-70%, der nicht durch den Carnot-Prozess begrenzt wird, erscheint aber auch bei Verwendung fossiler Energieträger als Primärenergie eine deutliche Reduzierung der CO2-Emissionen möglich.

Wenig beachtet wurden bisher jedoch die Umweltbelastungen, die durch eine Massenproduktion von Brennstoffzellen entstehen könnten. Besonders der Bedarf an Platinmetallen darf dabei nicht vernachlässigt werden.

Zu den Platingruppen-Metallen gehören Platin, Palladium, Rhodium, Ruthenium, Osmium und Iridium. Wirtschaftliche Bedeutung haben davon hauptsächlich Platin, Palladium und Rhodium.

Obwohl die PGM am Gesamtgewicht der Brennstoffzelle nur einen sehr geringen Anteil haben, gehören sie, als Katalysator auf der protonenleitenden Membran, zu den wichtigsten Bestandteilen einer PEM-Brennstoffzelle, da ohne sie die elektrochemische Reaktion bei Temperaturen von 60 bis 80°C nicht stattfinden würde.

Die Platinmetalle zählen neben Gold zu den seltensten Metallen, was sich auch in ihren Marktpreisen niederschlägt. Ob ein Brennstoffzellenfahrzeug am Markt erfolgreich sein kann, entscheidet somit, neben der Verfügbarkeit und dem Preis des Energieträgers, auch der Platinbedarf bei der Herstellung, da dieser wegen des hohen Preises die Produktionskosten maßgeblich beeinflusst.

Da die PGM selbst in den zum Abbau geeigneten Lagerstätten nur in sehr geringen Konzentrationen vorkommen, fallen bei der Gewinnung große Mengen Abraum an. Damit werden auch die Umweltauswirkungen beim Bau einer Brennstoffzelle zum großen Teil durch den Platinbedarf beeinflusst.

Weiterhin werden in einer Brennstoffzelle speziell entwickelte fluorierte Polymere für die Membranen eingesetzt, deren Herstellungsprozess für die Erstellung einer Gesamtbilanz ebenfalls von Interesse ist.



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