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Funktionsweise der Brennstoffzelle |
Ein Rückblick
Im Jahr 1839 entdeckte der Engländer Sir William Grove die
kalte Verbrennung - das Grundprinzip der Brennstoffzelle.
Aufgrund der fehlenden Technologien und der Entdeckung des
Generatorprinzips durch Siemens geriet die Brennstoffzelle
jedoch wieder in Vergessenheit. Erst in den 60´er Jahren unseres
Jahrhunderts wurde die Brennstoffzelle im Zuge der Entwicklung
der Raumfahrt wieder interessant. So wurde erstmals für das
Gemini-Weltraumprogramm eine Stromversorgung auf Basis von
Brennstoffzellen genutzt. Die Preise für ein solches System
waren damals jedoch noch astronomisch. Doch trotz dieser Kosten
sind die Vorteile der Brennstoffzelle nicht von der Hand zu weisen.
So besitzt sie mit 60 - 70 % einen deutlich höheren Wirkungsgrad
als herkömmliche Kraftwerkstechnologien und ihre Schadstoffemissionen
sind um Dimensionen geringer oder gleich null.
Funktion der Brennstoffzelle
Anders als bei den herkömmlichen Kraftwerken wird bei der Brennstoffzelle die chemische Energie des Brennstoffs direkt in elektrische Energie umgewandelt. Der Umweg der Wandlung der chemischen Energie in Wärme, also mechanischer Energie (Turbine) und elektrische Energie (Generator) wird vermieden.
Die Prozeßgase Wasserstoff und Sauerstoff werden den beiden Elektroden der Zelle kontinuierlich zugeführt, wobei Wasserstoff an der Anode (Minuspol) und Sauerstoff an der Kathode (Pluspol) zugeführt werden. Der Wasserstoff diffundiert durch die poröse Anode zur sogenannten Dreiphasenzone, welche aus der katalytischen Oberfläche, dem Elektrolyt und Wasserstoff besteht. Hier wird der Wasserstoff durch den Katalysator in Protonen und Elektronen aufgespalten. |