Nissan: Neue Brennstoffzellen-Generation mit erhöhter Leistung

Einen weiteren Schritt hin zur Alltagstauglichkeit und Bezahlbarkeit von Brennstoffzellenfahrzeugen FCV (Fuel Cell Vehicle) hat jetzt die Nissan Motor Co., Ltd., gemacht. Mit der jüngsten Ausbaustufe des sogenannten Brennstoffzellenstapels (englisch: Fuel Cell Stack) hat das japanische Unternehmen nicht nur die Leistungsdichte des Energiewandlers verdoppelt. Durch den verminderten Einsatz von Platin, einem Schlüsselmaterial dieser Technologie, konnten auch die Produktionskosten um 35 Prozent reduziert werden. Der erste Einsatz der jüngsten Brennstoffzellen-Generation ist in einer Testflotte Ende des Jahres geplant.

Elektrode-Membran-Einheit MEA (Membrane Electrode Assembly)

Die Nissan-Ingenieure haben eine Verdopplung der Energieleistungsdichte erzielt. Das gelang mit einer verbesserten Leitfähigkeit der Elektrolytmembran innerhalb der Elektrode-Membran-Einheit. Dort läuft die eigentliche chemische Reaktion ab.

Zellstruktur

Auch die jetzt noch dichter gepackte Zellstruktur hat zur Steigerung der Leistungsdichte beigetragen. Nissan hat dafür den Separator aus Kohlefasern gegen einen Separator aus dünnem Metall ausgetauscht. Dieser trennt den für die chemische Reaktion notwendigen Wasserstoff vom Sauerstoff und dem Kühlwasser. Eine spezielle Beschichtung verbessert die Leitfähigkeit und schützt den Separator vor einer chemischen Zersetzung. Die Haltbarkeit des Brennstoffzellenstapels wird wie seine Effizienz über die gesamte Lebensdauer erheblich gesteigert.

Elektrode

Mit widerstandsfähigen Elektroden aus einem neuen Material konnte der Einsatz vom teueren Platin im Vergleich zum Vorgängermodell um 50% gesenkt werden – ein beachtlicher Durchbruch in Sachen Herstellungskosten.

Stack-Größe und -Kosten

Das Ergebnis aller Verbesserungen führt zu einer Verdoppelung der Energiedichte, sodass man bei gleichbleibender Leistung die Größe des Brennstoffzellenstapels um rund ein Drittel reduzieren kann. Im Vergleich zum Vorgängermodell wurde die Nennleistung der jüngsten Generation um etwa das 1,4-fache von 90 kW auf 130 kW gesteigert. Gleichzeitig wurde die Größe um 25% von 90 Liter Volumen auf 68 Liter verkleinert, was die Flexibilität beim Packaging verbessert.

Die neue Brennstoffzelle ist Teil einer Reihe umweltschonender Innovationen des Nissan Green Program 2010. Schwerpunkte des ganzheitlichen Umweltschutzplans liegen auf der Verringerung der CO₂-Emissionen, der Reduzierung des Ausstoßes anderer Schadstoffe und einem steigenden Recycling-Anteil bei allen globalen Aktivitäten.