Technisch Weekblad, 21 november 2003

Brandstofcel verbeterd

Een nieuw type brandstofcel, met een ‘vast-zuur-membraan’, werkt stabiel bij hogere temperaturen dan het gangbare type.

Dat meldden Amerikaanse onderzoekers van het California Institute of Technology afgelopen donderdag in een voorpublicatie op de website van Science.

De onderzoekers demonstreren het gebruik van vaste zuren, een relatief onbekende klasse van iongeleidende zouten, als membraan van brandstofcellen.

Het ideale brandstofcelmembraan moet protonen doorlaten, en al het andere tegenhouden. Gangbaar is het polymeer Naffion, dat wel als nadeel heeft dat het verzadigd moet blijven met water.

Daardoor is de cel gevoelig voor uitdroging, en werkt hij slecht boven 100 graden, terwijl een hogere bedrijfstemperatuur wenselijk is. Het koelsysteem kan dan efficiënter werken, en de cel is minder gevoelig voor verontreinigingen.

Vaste zuren, zoals het cesiumhydridefosfaat dat de Amerikanen gebruiken, worden pas protongeleidend bóven een bepaalde temperatuur, in dit geval 230 graden.

Maar tot nog toe kampten ze nog met stabiliteitsproblemen. Zo lossen ze op in vloeibaar water, en reageren ze vaak met waterstof.

De Amerikanen wisten die laatste reactie tegen te gaan door waterdamp bij hun reactiegassen te mengen. Ze lieten een cellen op waterstof en op methanol 100 uur stroom leveren zonder grote degradatie. ‘Opmerkelijk’, vonden ze dat zelf.

Redelijk stabiel, oordeelt Gaby Janssen, materiaalonderzoekster bij ECN in Petten, ‘maar ook weer niet heel erg lang, zeker onder laboratoriumomstandigheden.’

Bovendien baart de wateroplosbaarheid van de zouten, in een omgeving waar waterdamp bijgemengd word, haar nog zorgen voor praktijktoepassingen.

‘Maar ze laten wel zien dat ze vorderingen boeken met een nieuwe klasse materialen. En andere types hebben ook nog grote problemen.’