Brennstoffzelle

Energie aus Wasser, dieser Menschheitstraum ist längst Wahrheit.
Unbekannt und immer wieder verkannt ist die Brennstoffzelle,
obschon sie sehr ergiebig ist und die Umwelt nachhaltig schont.


Das Funktionsprinzip einer Brennstoffzelle ist einfach und ähnelt dem einer Batterie. Während eine Batterie nach dem Aufladen nur begrenzt Energie erzeugt, kann eine kontinuierlich mit Wasserstoff versorgte Brennstoffzelle Elektrizität und Wärme auf Dauer erzeugen.

Eine Brennstoffzelle besteht aus zwei Elektroden (Anode und Kathode)
in einem Elektrolyten. Zu ihrem Betrieb sind Wasserstoff und Sauerstoff erforderlich. Der Wasserstoff wird der Anode zugeführt, wo er unter dem Einfluss eines Katalysators in Wasserstoff-Ionen und Elektronen aufge-spalten wird. Die Ionen wandern durch den Elektrolyten zur Kathode, der Sauerstoff aus der Luft zugeführt wird. Die Elektronen fließen über einen externen Stromkreis ebenfalls zur Kathode und verrichten dabei elektrische Arbeit. An der Kathode bildet sich Wasser durch die Reaktion von Wasserstoff-Ionen mit Sauerstoff und Elektronen. Bei dieser Umwandlung entstehen direkt Elektrizität und Wärme, jedoch keinerlei unerwünschte Abgase. Diese direkte Energieumwandlung erzielt bei der Stromerzeugung höhere Wirkungsgrade als konventionelle Prozesse, die den Umweg über Verbrennung zur Wärmeerzeugung und mechanischen Energie zum Strom gehen müssen.

Am Ende bleibt nur Wasser Brennstoffzellen erzeugen aus Wasserstoff
oder wasserstoffreichen Brenngasen und Sauerstoff elektrischen Strom und Wärme. Dabei findet keine Verbrennung statt, als Endprodukt bleibt nur Wasser. Wasserstoff ist ein so genannter Sekundär-Energieträger.
Er lässt sich also nicht abbauen wie etwa Kohle oder Erdöl, sondern muss aus anderen Rohstoffen gewonnen werden. Wasserstoff kommt in der Natur sehr häufig vor, zum Beispiel in Wasser, aber auch in organischen Verbindungen wie Pflanzen oder Holz. Häufig verwendet man Erdgas als Quelle, weil es von allen fossilen Energieträgern den höchsten Wasserstoffanteil besitzt.

Brennstoffzellen sind wegen des modularen Aufbaus in allen Größen denkbar. Die Brennstoffzelle kann Energieträger wie Wasserstoff, Methanol oder Erdgas mit dem Sauerstoff der Luft direkt in elektrischen Strom umsetzen. Das geschieht mit höchster Effizienz, weil keine zwischengeschaltete Verbrennung abläuft. Die Energieträger werden etwa doppelt so gut ausgenutzt wie dieselbetriebene Generatoren, der elektrische Wirkungsgrad kann 60 % und mehr erreichen.

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