Brennstoffzelle
Eine Brennstoffzelle ist zunächst einmal eine galvanische Zelle. Das bedeutet, es handelt sich hierbei um eine Vorrichtung zur spontanen Umwandlung von chemischer in elektrische Energie. Sie wird meist in Batterien und Akkumulatoren verwendet. Als galvanisches Element bezeichnet man jede Kombination zweier verschiedener Elektroden und einem Elektrolyten. Die Brennstoffzelle benötigt für die Wandlung kontinuierlich zugeführte Brennstoffe und ein Oxidationsmittel.
Die Brennstoffzelle ist kein Energiespeicher. Ihre Aufgabe besteht lediglich in der Umwandlung von Energie. Koppelt man sie mit einem Brennstoffspeicher, kann sie einen Akkumulator ersetzen. Aber wie funktioniert eine Brennstoffzelle eigentlich?
Unter Druck wird von außen kontinuierlich Wasserstoff an die Brennstoffelektrode und Sauerstoff an die Oxidatorelektrode herangeführt. An der Anode werden die Wasserstoffmoleküle in Ionen und Protonen zerlegt. Die Protonen wandern zur Kathode, die Elektronen zur Anode. So entsteht ein Strom zwischen den beiden Elektroden, den man auch über einen äußeren Stromkreis nutzen kann. Jede Brennstoffzelle liefert lediglich eine Spannung von 1V. Deshalb müssen in der Regel viele Zellen zu einer Batterie zusammengeschaltet werden.
Zu den Vorteilen von Brennstoffzellen gehören ihre hohe Effizienz und das Einsparen fossiler Energieträger. Sie sind wartungsarm, produzieren keine Stickoxide und außer bei der Brenngasgewinnung entsteht lediglich eine niedrige Umweltbelastung durch Abgase. Außerdem entwickeln sie keinen Lärm und die Komponenten sind aufgrund einer modularen Bauweise schnell austauschbar. Brennstoffzellen zeichnen sich durch eine schnelle Reaktion auf Lastwechsel im Einsatz in Autos aus. Auch das Anfahrverhalten ist mit ihnen als gut zu beschreiben. Sie wurden bereits erfolgreich in der Raumfahrt getestet.
Zu den nachteilen zählen definitiv die Kosten dieses Antriebssystems. Sie fallen sowohl für Katalysatoren als auch für Elektrolyte, Membranen und die Herstellung, Lagerung und Aufbereitung von Brenngas an. Außerdem ist momentan keine Effizienzsteigerung in den Bereichen Miniaturisierung und Wirkungsgrad möglich
Wasserstoffzelle (Funktion, Einsatzgebiete)
