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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.

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

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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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 [...]

Biobrennstoffzellen aus Baumpilz-Enzymen und Coli-Bakterien

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Weitere Informationen über Brennstoffzellen

"Brennstoffzelle" wurde am 05.08.2014 verfasst und am 14.03.2016 das letzte Mal aktualisiert.