Konkret entwickelten Friedemann Hegge und Florian Lombeck eine Hybridschicht aus Iridium-Oxid-Nanofasern und -Nanopartikeln. Die beiden, welche in der Instituts-Arbeitsgruppe von Matthias Breitwieser und Severin Vierrath arbeiten, umgehen damit folgendes Problem: Wenn aufgrund einer mangelhaften elektrischen und protonischen Kontaktierung Teile der Katalysatorschicht elektrochemisch ungenutzt bleiben, stellt die neue Nanofaserschicht sicher, dass in der gesamten Schicht ein homogener Ladungstransport stattfinden kann.

Bis zu 80 Prozent Iridium eingespart

Diese Schicht weist zwei wesentliche Vorzüge gegenüber herkömmlichen Katalysatorschichten auf: Die Schicht zeigt eine höhere Querleitfähigkeit und Homogenität und kommt dabei mit bis zu 80 Prozent des teuren Iridiums weniger aus. Im Labor konnten die Forscher bestätigen, dass der Materialverbund von Nanofasern und Nanopartikeln nicht nur die Effizienz der chemischen Umwandlung steigert, sondern bei gleicher Leistung auch die Menge an benötigtem Iridium für die Nanofaserverbindungsschicht deutlich reduziert. Das zugehörige Patent wurde eingereicht. Bereits 2015 erhielt die Arbeitsgruppe den Preis für die Herstellungstechnik der sogenannten "direkten Membrandeposition", die eine vereinfachte und günstigere Herstellung von Brennstoffzellen ermöglicht.

Als "wegweisend" gelobt

Die Preisjury gewichtete den Innovationsgehalt mit 50 Prozent, das Marktpotenzial sowie den gesellschaftlichen/ökologischen Nutzen mit je 25 Prozent. Baden-Württembergs Umweltminister Franz Untersteller (Grüne), der den Preis verlieh, lobte die Entwicklung als wegweisend für die Wasserstoff-Elektrolyse-Technologie, die sich mit hohen Wirkungsgraden und Leistungsdichten bewährt habe. Der "f-cell Award" wird seit 2001 vom Ministerium für Umwelt, Klima und Energiewirtschaft Baden-Württemberg und der Wirtschaftsförderung Region Stuttgart vergeben. (ab)