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Technik der Brennstoffzelle

Brennstoffzellen wandeln chemische Energie eines Brennstoffs direkt in Elektrizität um. Diese Umwandlung ist sehr effizient, da keine thermomechanischen Zwischenschritte wie bei konventioneller Energieerzeugung erforderlich sind. Anders als bei Wärmekraftmaschinen unterliegen Brennstoffzellen nicht der Limitierung des Carnot-Wirkungsgrades. Ähnlich wie Batterien erzeugen Brennstoffzellen Gleichstrom bei niedriger Spannung. Im Gegensatz zu Batterien müssen bei einer Brennstoffzelle die Reaktanten (Erdgas und Sauerstoff) jedoch kontinuierlich zugeführt werden.

Im Betrieb wird der Anode Wasserstoff zugeführt und dort oxidiert. Die dort entstehenden Protonen (H+ -Ionen) gelangen durch die Ionen-Austausch-Membran zur Kathode und dort in Kontakt mit dem Oxidationsmittel (Sauerstoff der Umgebungsluft). Über einen externen Stromkreis (Verbraucher) fließen die Elektronen von der Anode zur Kathode. Dort nimmt der Sauerstoff aus der Umgebungsluft diese Elektronen auf und reagiert mit den Protonen zu Wasser.

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Tabelle: Überblick über die technischen Charakteristika von Brennstoffzellen-Typen
Brennstoffzelle Betriebstemperatur Elektrolyt Brennstoff Oxidant Einsatzgebiet
Alkalische Brennstoffzelle (Alkaline Fuel Cell AFC) 80 °C Kalilauge Wasserstoff Sauerstoff Verkehr
Membran-Brennstoffzelle (Polymer Elektrolyt Membran Fuel Cell PEMFC) 80 °C Festpolymer Wasserstoff, Methanol Sauerstoff/ Luft Verkehr, BHKW
Phosphorsäure-Brennstoffzelle (Phosphoric Acid Fuell Cell PAFC) 200 °C Phosphorsäure Erdgas Luft BHKW
Karbonatschmelze-Brennstoffzelle (Molten Carbonate Fuel Cell MCFC) 650 °C Lithium- und Kaliumkarbonat Erdgas, Kohlegas Luft Kraftwerke, Heizkraftwerke
Oxidkeramik-Brennstoffzelle (Solid Oxide Fuel Cell SOFC) 800 bis 1.000 °C Zirkondioxid Erdgas, Kohlegas Luft Kraftwerke, Heizkraftwerke

Aktuelle News über Brennstoffzellen

Brennstoffzellen-Contracting für Ein- und Zweifamilienhäuser

18.07.2017: [...] Per Contracting wollen E.ON und Efficiencity mit Hilfe der Brennstoffzelle Elcore 2400 die Energiekosten von Ein- und Zweifamilienhäusern senken. Bestehende Eigenheime sollen damit bis zu 50 Prozent ihrer Strom- und Heizkosten einsparen können. Im Rahmen des neuen Angebots stattet die Efficiencity GmbH aus München Häuser mit einem [...]

Stromzähler-Austausch: Rechte, Pflichten & Kosten im Überblick

06.02.2017: [...] und Netzbetreiber im Regelfall nur den Jahreswert als Summe. Nur wenn im Liefervertrag mit dem Versorger ausdrücklich etwas anderes vereinbart ist, etwa für variable Tarife, werden detailliertere Daten übermittelt. Liegt der Verbrauch aber höher als 10.000 kWh oder wird Strom erzeugt (PV, BHKW, Brennstoffzelle etc.), so erhalten der Energieversorger und der Netzbetreiber von den intelligenten Stromzählern täglich ein Verbrauchs- bzw. Einspeiseprotokoll in 15-Minuten-Intervallen vom jeweiligen Vortag. Die Stromverbrauchswerte, die intelligente Messsysteme erheben können, lassen theoretisch Rückschlüsse [...]

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12.09.2014: [...] Biokraftstoff Strom aus regenerativen Energien lässt sich bislang weder effizient speichern noch transportieren. Diesen überschüssigen Strom will das Bielefelder Uni-Team nun nutzen, um die entwickelten Bakterien wachsen zu lassen. Dazu befinden sich die Bakterien in einer reversen mikrobiellen Brennstoffzelle (rMFC), in der die Energie des Stroms auf die Bakterien übertragen und von diesen weiter genutzt wird. Um einen Biokraftstoff herzustellen, ist es nun wichtig, dass die Bakterien wachsen beziehungsweise sich vermehren können. Hierzu ist aber noch ein Zwischenschritt notwendig. Escherichia coli soll [...]

Alternative Antriebsformen für Pkw im Überblick

29.05.2014: [...] Geschwindigkeit oder Anstiegen viel Kraftstoff verbrauchen würde, wird er vom Elektromotor unterstützt. Bei geringen Geschwindigkeiten übernimmt der Elektromotor sogar die ganze Arbeit. Damit eignet sich dieser Antrieb vor allem für häufiges Fahren innerhalb der Stadt oder in hügeligem Gelände. Brennstoffzelle n als Antriebsform noch Nischentechnik Beim [...]

CISTEM entwickelt modulare Brennstoffzellen-BHKW

13.08.2013: [...] Sonnenenergie führt dazu, dass sich Energie-Angebot und -Nachfrage zum Teil nicht decken. Um diese Fluktuationen aufzufangen, könnte überschüssiger Windstrom in Wasserstoff umgewandelt und später wieder verstromt werden. Das Projekt CISTEM will dazu die Hochtemperatur-Polymerelektrolytmembran- Brennstoffzelle ntechnologie für Blockheizkraftwerke (BHKW) nutzbar machen. Dies erfordert die Entwicklung einer neuen [...]

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"Brennstoffzelle" wurde am 14.03.2016 das letzte Mal aktualisiert.