Feurige Brennstoffzellen

Das Berkeley-Labs-Spin-off Points Source Power hat eine Stromversorgung für Menschen in Schwellenländern entwickelt, die mit Hilfe eines einfachen Kochofens betrieben werden kann.

Der Forscher und Unternehmer Craig Jacobson arbeitet an einer ungewöhnlichen Lösung, um Menschen ohne Anschluss an das reguläre Elektrizitätsnetz mit Energie zu versorgen: eine neuartige Brennstoffzelle, die in der Küche zum Einsatz kommt.

Reguläre Brennstoffzellen werden schon seit Jahrzehnten eingesetzt, sind aber selbst in den Industrieländern noch teurer als eine zentrale Energieversorgung. Und trotz zahlreicher Versuche konnten sich auch tragbare Varianten der Technik, beispielsweise für Ladegeräte, noch nicht durchsetzen. Wie soll also ein so relativ komplexer Ansatz in Weltregionen funktionieren, in denen es auf jeden Cent ankommt?

Die Antwort könnte in einem extrem haltbaren Gerät liegen, das sich seine Betriebsstoffe aus gewöhnlichen Kochöfen holt. Das Produkt von Jacobsens Start-up Point Source Power hört auf den namens Voto und ist eine Kompaktbrennstoffzelle, die Einzelbatterien, LED-Stromversorgungen oder Mobiltelefone aufladen kann, wenn sie in einem Ofen platziert wird. Nutzbar ist dabei jedwede Form von Biomasse, auch wenn letztlich Holzkohle die notwendige Wärme liefert, um Elektrizität zu produzieren. Die Firma will noch in der zweiten Jahreshälfte Fünf-Watt-Varianten des Voto in Kenia vertreiben und sie als Heimladegerät für Handys und als Ersatz für die noch sehr häufig verwendeten Petroleumlampen vermarkten.

Festoxidbrennstoffzellen (SOFCs) nutzen keramische Elektrolyte und Katalysatoren, um aus einem Energieträger und Sauerstoff aus der Luft Strom zu generieren. Jacobson suchte eine billigere Alternative und lizenzierte deshalb mit seinem Mitbegründer ein Verfahren des Berkeley National Laboratory, bei dem die teure Keramik ersetzt wird. Stattdessen nutzt das Ladegerät Brennstoffzellen-"Karten", kleine, flache Platten, die in eine feuerfeste Box passen, die dann in den Ofen kommt. Kohlenmonoxid aus dem Feuer dient als Treibstoff, der mit Sauerstoffionen kombiniert wird, um dann in Zirconiumdioxid-basierten Modulen Strom, Kohlendioxid und Dampf zu erzeugen.

Das geistige Eigentum von Point Source Power besteht vor allem in einem Produktionsprozess, der es erlaubt, die Karten mit so wenig keramischem Material wie möglich zu produzieren, erläutert Jacobson. Hardware von der Stange wird verwendet, um eine dünne Keramikschicht auf die Metallkarten zu sintern. Der Katalysator ist außerdem sehr billig. "Es geht um die Kosten und darum, ob man etwas günstig und haltbar genug herstellen kann."

Um Strom zu produzieren, müssen die Brennstoffzellen auf 700 bis 800 Grad erhitzt werden. Bei diesen hohen Temperaturen und dem schmutzigen Brennstoff muss man die Karten nach drei oder vier Monaten ersetzen. Die Firma erwartet aber, dass das Gerät so billig sein wird, dass die Kunden bereits nach wenigen Wochen Geld sparen, weil sie keine Petroleumlampen mehr betreiben müssen. Außerdem ist es bequemer, etwa das Mobiltelefon zuhause laden zu können statt bei zentralen Ladestationen.

Point Source Power hat sein Gründungskapital von Khosla Ventures erhalten und will derzeit weitere zwei Millionen Dollar einwerben. Es ist nur einer von vielen "Social Entrepreneurship"-Ansätzen, bei denen Produkte für Entwicklungsländer entstehen sollen, die helfen, aber auch Geld bringen. Ein Konkurrent ist Fenix International, der Solarmodule und Bleibatterien für Rwanda entwickelt und verkauft.

Der Versuch, mit kleinen Brennstoffzellen für Endkunden gutes Geld zu verdienen, ist bislang aber noch niemandem geglückt. Jacobson meint, Point Source Power arbeite deutlich billiger und benötige zum Produktionsbeginn nur wenig Kapital. Im Gegensatz zu tragbaren Brennstoffzellen-Ladegeräten für die Industrieländer ersetzt die Brennstoffzelle in Kenia ein Produkt, das die Leute als notwendig empfinden. "Die Menschen verbrennen jedes Jahr Milliarden Dollar in Petroleumlampen. Sie kaufen den Brennstoff nahezu täglich und es gibt keine guten Alternativen." Sollte die Idee in Afrika funktionieren, will Point Source Power seine Brennstoffzelle auch für den Campingeinsatz in den USA verkaufen. (bsc)