Brennstoffzelle

Eine Brennstoffzelle ist eine elektrochemische Zelle, die die chemische Energie eines Brennstoffs (oft Wasserstoff) und eines Oxidationsmittels (oft Sauerstoff) in Elektrizität umwandelt. Dies geschieht durch eine Redoxreaktion. Brennstoffzellen sind besonders effizient und umweltfreundlich, da sie im Vergleich zu herkömmlichen Verbrennungsprozessen weniger Emissionen produzieren.

Aufbau einer Brennstoffzelle

Eine typische Brennstoffzelle besteht aus zwei Elektroden, der Anode und der Kathode, sowie einem Elektrolyten, der die beiden Elektroden trennt. Wasserstoff wird zur Anode geleitet, wo er in Protonen und Elektronen aufgespalten wird. Die Protonen wandern durch den Elektrolyten zur Kathode, während die Elektronen durch einen externen Stromkreis zur Kathode fließen und dabei elektrische Energie erzeugen.

Vorteile und Nachteile

Vorteile:
- Hohe Effizienz
- Geringe Emissionen
- Leiser Betrieb
Nachteile:
- Hohe Herstellungskosten
- Komplexe Lagerung von Wasserstoff
- Empfindlichkeit gegenüber Verunreinigungen

Typen von Brennstoffzellen

Es gibt verschiedene Arten von Brennstoffzellen, darunter:

Protonenaustauschmembran-Brennstoffzellen (PEMFC): Weit verbreitet in Fahrzeugen und kleinen Stromversorgungen.
Festoxid-Brennstoffzellen (SOFC): Geeignet für stationäre Anwendungen und industrielle Zwecke.
Alkalische Brennstoffzellen (AFC): Häufig in Raumfahrtanwendungen verwendet.

Anwendungsbereiche

Brennstoffzellen finden Anwendung in verschiedenen Bereichen wie:

Automobilindustrie: Fahrzeuge mit Brennstoffzellenantrieb sind emissionsarm und effizient.
Stationäre Energieversorgung: Zur Versorgung von Gebäuden und Industrieanlagen mit Strom und Wärme.
Tragbare Geräte: Kleinere Brennstoffzellen können tragbare elektronische Geräte betreiben.