Das Versprechen von Wasserstoff ist sauber. Es ist erneuerbar. Es wird mit saubererer Energie betrieben als ein Benzintank. Es gibt jedoch ein massives, eklatantes Problem, das einer breiten Einführung im Wege steht. Kosten. Bis der Preis sinkt, werden Brennstoffzellen kein wichtiger Teil des Energiemixes sein. Zeitraum.
Hier kommt die Polymer-Austauschmembran-Brennstoffzelle oder PEMFC ins Spiel. Jeder hofft, dass dies die Technologie sein wird, die die nächste Generation emissionsfreier Fahrzeuge antreiben wird. Die Chemie funktioniert. Die Effizienz ist da. Aber die Rechnung für den Bau ist brutal.
Die Materialliste ist teuer. Protonenaustauschmembranen. Gasdiffusionsschichten. Bipolarplatten. Und das Große: Edelmetallkatalysatoren. Diese Komponenten machen etwa 70 Prozent der Gesamtkosten aus. Wenn man die Zahlen für ein hochvolumiges PEMFC-System analysiert, liegt der Durchschnitt bei 73 US-Dollar pro Kilowatt. Vergleichen Sie das mit dem Durchschnitt von 35 US-Dollar pro Kilowatt für ein Standard-Benzinfahrzeug. Die Brennstoffzelle ist mehr als doppelt so teuer. Es ist einfach nicht wettbewerbsfähig. Noch nicht.
Deshalb suchen Forscher nach einer Möglichkeit, die Materialkosten zu senken. Sie benötigen einen kostengünstigeren Edelmetallkatalysator. Im Moment ist Platin König. Und es ist eines der teuersten Materialien der Welt. Es macht Sinn, woanders zu suchen.
Hier wird es seltsam. Gold. Ja, dieses gelbe Metall. Gold ist normalerweise inert. Es reagiert nicht. Es wird in Schmuck verwendet, nicht in Motoren. Doch Forscher haben eine Lücke entdeckt. Wenn Gold in Partikel mit einer Größe von nur einem Nanometer zerkleinert wird, verändert sich seine Chemie. Es wird zu einem ebenso wirksamen Katalysator wie Platin.
Wenn Hersteller Platin durch Goldnanopartikel ersetzen können, könnten die Kosten des PEMFC-Herstellungsprozesses erheblich sinken. Die Mathematik ist knifflig. Die Goldpreise steigen. Selbst wenn sich Gold als günstiger als Platin erweisen sollte, könnte der Endpreis immer noch nicht den Wert des Verbrennungsmotors übertreffen. Aber es ist ein Ausgangspunkt. Eine Chance, der Parität näher zu kommen.
