Airbus, BMW und Quantinuum wollen die Effizienz von Brennstoffzellen durch Quantencomputing verbessern. Sie haben die Sauerstoffreduktionsreaktion auf der Oberfläche eines Katalysators auf Platinbasis modelliert.
BMW, Airbus und Quantinuum haben einen der grundlegendsten elektrochemischen Prozesse mithilfe von Quantencomputing simuliert: die Sauerstoffreduktionsreaktion.
BMW
Der Flugzeugbauer Airbus, die BMW Group und der Quantencomputer-Hersteller Quantinuum arbeiten zusammen, um die chemischen Reaktionen von Katalysatoren in Brennstoffzellen mithilfe von Quantencomputern zu verbessern. Ziel der Forschung ist es, Einblicke in die Reaktion zu gewinnen, alternative Materialien zu identifizieren und die Effizienz und Produktionskosten von Brennstoffzellen zu verbessern.
In einem neuen technischen Paper mit dem Titel "Applicability of Quantum Computing to Oxygen Reduction Reaction Simulations" (Anwendbarkeit von Quantencomputern auf die Simulation von Sauerstoffreduktionsreaktionen) berichten die drei Partner über die genaue Modellierung der Sauerstoffreduktionsreaktion (oxygen reduction reaction; "ORR") auf der Oberfläche eines Katalysators auf Platinbasis. Die ORR ist die chemische Reaktion, die bei der Umwandlung von Wasserstoff und Sauerstoff in Wasser und Strom in einer Brennstoffzelle abläuft und den Wirkungsgrad des Prozesses begrenzt. Sie sei relativ langsam und erfordere eine große Menge an Platinkatalysator, weshalb es von großem Interesse sei, so BMW, die der Reaktion zugrunde liegenden Mechanismen besser zu verstehen.
Quantencomputing im industriellen Arbeitsablauf
Mithilfe des Quantinuum-Quantencomputers der H-Serie hat das Kooperationsteam die Anwendbarkeit des Quantencomputers in einem industriellen Arbeitsablauf nun demonstriert, um das Verständnis dieser chemischen Reaktion zu verbessern. Die drei Unternehmen planen eine weitere Zusammenarbeit, um Quantencomputing zur Bewältigung relevanter industrieller Herausforderungen einzusetzen und zu erforschen.
Sowohl BMW als auch Airbus haben den Einsatz von Wasserstoff und Brennstoffzellen in ihren jeweiligen Mobilitätsanwendungen vorangetrieben. So hat BMW in München die Kleinserien-Produktion seines Brennstoffzellen-Fahrzeugs BMW iX5 Hydrogen begonnen. Und Airbus hat angekündigt, dass es in den nächsten Jahren ein wasserstoffbetriebenes Brennstoffzellen-Antriebssystem an Bord seines ZEROe-Demonstrationsflugzeugs testen will. Airbus will bis 2035 das erste wasserstoffbetriebene Verkehrsflugzeug der Welt entwickeln und auf den Markt bringen.