Een kleine onderneming in Rostock levert al vijftien jaar hoogwaardige sondes voor metingen onder water. Het enige zwakke punt is de levensduur van de lithiumbatterijen, die voor de energie zorgen. Vaak halen ze een paar weken, soms maar een paar dagen. Opdat de mini-aggregaten voor een meetprogramma niet steeds moeten worden voorzien van nieuwe batterijen ontwikkelden wetenschappers uit Rostock en Greifswald een alternatieve energiebron.
Het onderzoek heeft als doel een PEM-brandstofcel (Proton Exchange Membrane) te ontwikkelen, die over een langere periode continu energie opwekt. Het Leibnitz-Institut für Plasmaforschung und Technologie e.V. (INP) in Greifswald, Analysenmesstechnik GmbH (AMT) in Rostock en het Leibnitz-Institut für Katalyse e.V. (LIKAT) in Rostock zijn deze energiebron al ongeveer zes jaar op het spoor.
Zo heeft AMT bijvoorbeeld aan Japan sondes verkocht, die methaanmetingen doen op de bodem van de zee. Het telkens omhoog te halen van de afgezonken meetunits voor nieuwe lithiumbatterijen kost duizenden euro’sOok in de wateren ten noorden van Scandinavië worden regelmatig metingen gedaan, waarbij omhoog halen door de ijslaag in de winter bijna onmogelijk is. De levensduur van een PEM-brandstofcel zou afhankelijk van de grootte tenminste een halfjaar kunnen zijn.
Waterstofperoxide als oxidator
Om op ontoegankelijke plekken energie over langere tijd te leveren, moet de brandstofcel drukbestendig, stabiel en onderhoudsarm zijn. De gebruikelijke brandstofcellen werken met zuurstof. Voor gebruik onder water zijn zware drukflessen niet geschikt (de meetunits worden in oceanen tot 6000 m afgezonken).
Het nieuwe model verschilt met de gebruikelijke brandstofcellen doordat het werkt met waterstofperoxide (H2O2). Er is nog iets bijzonders aan deze brandstofcel. Als katalysator voor de kathode kant wordt gewoonlijk platina toegepast. H2O2 is echter in de buurt van edelmetalen als platina niet stabiel. De wetenschappers van INP en LIKAT hebben het platina vervangen door een organische metaalverbinding die met koolstof wordt vermengd. Dit mengsel brengt men enkele minuten in een reactor met plasma, een gedeeltelijk geïoniseerd gas. Na de plasmabehandeling hecht de katalysator beter aan de koolstofdrager en werkt veel effectiever dan voorheen.
