Wissenschaftler der Technischen Universität Wien koordinieren das EU-Projekt Multiplat , das sich bei der Optimierung der Membranen in Brennstoffzellen an biologischen Nanomembranen orientiert. Ziel ist ein System, das Protonen effizienter leiten soll als dies bisherige Lösungen können.

Multiplat: Protonentransport ähnlich wie in biologischen Strukturen ©TU Wien

In biologischen Membranen leiten mikroskopisch kleine Kanäle Wasser, elektrische Ladungen und Nährstoffe hin und her und schaffen dabei im Inneren der Zelle eine ausgewogene Balance. „Diese feinsten Kanäle der Zellmembranen mit ihrer Fähigkeit, selektiv Protonen zu leiten, funktionieren genauso wie die vom Menschen geschaffenen Brennstoffzellen“, erklärt Werner Brenner von der TU Wien, „nur ist dieser Prozess in der Natur noch deutlich effizienter.“

Das EU-Projekt fokussiert auf das Design des Herzstücks jeder Brennstoffzelle, der Membran, die Protonen effizienter leiten soll als dies bisherige Lösungen können. „Unsere Aufgabe ist die Übernahme der Struktur dieser natürlichen Nanokanäle in eine künstliche Nanomembran, selbst nur hundert Nanometer dick“, sagt dazu Jovan Matovic, wie Brenner am Institut für Sensor- und Aktuatorsysteme tätig.

Interdisziplinäres Team verschiebt die Grenze zwischen künstlich und natürlich
Ein breites Feld von wissenschaftlichen Ansätzen – von der Festkörperphysik über die Nanotechnologie bis hin zur Chemie – sind für dieses Projekt nötig. Daher ist auch die internationale Kooperation von sechs Universitäten, Forschungsinstitutionen und Unternehmen von großer Bedeutung. Das EU-Projekt wird vom TU Wien Forschungsteam Werner Brenner, Jovan Matovic und Nadja Adamovic am Institut für Sensor- und Aktuatorsysteme koordiniert.

Der Output des Projekts könnte über die Optimierung der Brennstoffzelle hinausgehen: Gelingt es, die Nanokanäle exakt nach Plan zu bauen, öffnen sich noch ganz andere Anwendungsfelder wie definierte Medikamentenabgabe, Wasserentsalzung oder auch neuartigen Sensoren. „Die Grenzen zwischen künstlich und natürlich werden im Projekt wieder ein Stück weit verschwimmen“, so Nadja Adamovic wörtlich.