Brennstoffzelle

Brennstoffzellen sind vielfältige Energiequellen

Brennstoffzellen können vielfältig eingesetzt werden. Wurden sie früher noch hauptsächlich in der Militärtechnik und in der Raumfahrt eingesetzt, sind sie heute eher als Antrieb in Elektroautos und zum Betreiben von Blockkraftheizwerken bekannt.

Solarauto© Petair / Fotolia.com

Brennstoffzellen werden verwendet, um aus Wasserstoff Strom zu erzeugen. Dafür wandelt die Brennstoffzelle die in Wasserstoff enthaltene chemische Energie um. Theoretisch eignen sich für diese Umwandlung auch Kohlenwasserstoffverbindungen, vorausgesetzt, der Wasserstoffanteil der Kraftstoffe ist hoch genug.

Durch die direkte Umwandlung verfügt die Brennstoffzelle über einen hohen Wirkungsgrad. Außerdem treten weder Reibungsverluste auf, da die Brennstoffzelle über keine beweglichen Teile verfügt, noch kommt es zu Verschleiß oder Geräuschbildung.

Aufbau einer Brennstoffzelle

Eine Brennstoffzelle besteht aus Elektroden und setzt sich aus drei übereinander liegenden Schichten zusammen: Zwischen zwei gasführenden Elektro- beziehungsweise Bipolarplatten aus Metall oder Kohlenstoffnanoröhren (Anode und Kathode) befindet sich eine Membran oder ein Elektrolyt. Anode und Kathode sind mit Platinmetallen beschichtet und fungieren dadurch als Katalysator. Je nach Art der Brennstoffzelle werden unterschiedliche Stoffe als Elektrolyte verwendet.

Die Spannung, die eine Brennstoffzelle erzeugt, ist abhängig vom Brennstoff, von der Zellqualität sowie der Temperatur. Da eine einzelne Brennstoffzelle jedoch nur geringe Spannung erzeugt, werden mehrere Zellen in Reihe, also hintereinander, geschaltet. Die Zahl der Zellen ist abhängig von der benötigten Spannung. Derart aneinandergereihte Brennstoffzellen werden auch als "Stack" bezeichnet.

Einsatzbereiche einer Brennstoffzelle

Ihren Siegeszug begann die Brennstoffzelle in der Militärtechnik und der Raumfahrt, wo sie Dieselgeneratoren ablöste. Im Gegensatz zu Akkumulatoren sind Brennstoffzellen leichter. Außerdem arbeiten sie zuverlässiger als Generatoren und sind in Verbindung mit Elektromotoren effizienter als Verbrennungsmotoren. So werden beispielsweise Drohnen mithilfe von Brennstoffzellen angetrieben. Auch U-Boote können über einen Brennstoffzellen-Zusatzantrieb verfügen. Am bekanntesten sind jedoch Brennstoffzellenfahrzeuge, in denen Brennstoffzellen zur Energieumwandlung sowie zum Betreiben des Elektromotors eingesetzt werden. Neben Autos zählen dazu Hybrid-Fahrräder und Hybrid-Motorräder.

Zu Beginn der 1990er Jahren rückte die zivile Nutzung der Brennstoffzelle in den Vordergrund. Seitdem wird die Brennstoffzelle neben dem Fahrzeugantrieb, auch zum Heizen, zum Betreiben von Blockheizkraftwerken sowie in Computern und Handys verwendet.

Verwandte Themen
  • Glühbirne

    Ersatzversorgung

    Energielieferung ist mit Ersatzversorgung garantiert

    Die Ersatzversorgung dient als Notfallabsicherung und wird vom Grundversorger übernommen. Wie kann es überhaupt dazu kommen, dass so eine Ersatzmaßnahme notwendig wird? Wie sollten sich betroffene Stromkunden verhalten?

  • Ökostrom

    Photovoltaik-Hybridsysteme

    Photovoltaik-Hybridsysteme tanken nicht nur Sonne

    Photovoltaik-Hybridsysteme nutzen neben der Solarenergie noch eine weitere Quelle für die Stromerzeugung. Scheint einmal nicht genug Sonne, wird mithilfe der zweiten Energiequelle trotzdem ausreichend Strom produziert.

  • Steckdose

    Stromflatrate

    Stromflatrate - ein "Rundum-Sorglos-Paket"?

    Eine Strom-Flatrate erscheint zunächst einmal äußerst lukrativ. Hauptsächlich weil bei einem hohen Verbrauch nicht mit einer Nachzahlung gerechnet werden muss. Aber lohnt sich solch ein Stromtarif finanziell?

Ratgeber zum Thema
  • Solaranlage Hausdach

    Mieterstrom: Experten stehen Frage und Antwort

    Mieterstrom-Projekte werden nach dem EEG 2017 vom Staat gefördert. Für wen ergeben sich dadurch Vorteile und wer kann Mieterstrom beziehen? Im Interview gibt Energiedienstleister Polarstern Infos rund um das Thema und beantwortet zentrale Fragen.

    weiter
  • Wassertropfen

    Wasserkocher: So findet man energieeffiziente Geräte

    Jeder hat sicherlich schon einmal von dem Tipp gehört, Wasser zuerst mittels Wasserkocher zu erhitzen und dann erst in den Topf zu gießen, um am Herd zu kochen. Was steckt dahinter und gibt es auch besonders energieeffiziente Wasserkocher? Hier lesen Sie von den Unterschieden in Preis und Leistung!

    weiter
  • Glühbirne

    Verivox im Interview: Worauf kommt es beim Stromanbieter-Wechsel an?

    Einige Verbraucher in Deutschland scheuen sich immer noch davor, den Stromanbieter zu wechseln. Hintergrund sind oftmals Unsicherheiten, worauf es beim Wechsel ankommt und woran man ein seriöses Angebot erkennen kann. Wir haben deshalb bei dem Verbraucherportal Verivox einmal nachgefragt.

    weiter