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.

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
  • Biogas

    Biogas-Zertifikate

    Biogas erkennen: Nur wenige Zertifikate verfügbar

    Biogas und Ökogas: Beides klingt gut, muss aber nicht unbedingt das Gleiche sein. Wir geben einen Überblick zu den Begrifflichkeiten und stellen ein Zertifikat vor, das Biogas auszeichnet und so mehr Transparenz für den Verbraucher schafft.

  • Strom sparen

    Gütesiegel Elektrogeräte

    Gütesiegel für Elektrogeräte in der Übersicht

    Beim Kauf von Elektrogeräten achten immer mehr nicht nur auf die Qualität und den Leistungsumfang des Produktes, sondern auch auf dessen Stromverbrauch. Anhand unterschiedlicher Gütesiegel lässt sich erkennen, wie energieeffizient die Geräte arbeiten.

  • Eigenheim

    Energieautarkes Wohnen

    Energieautarkes Wohnen – nie wieder Geld für Heizöl und Gas ausgeben

    Bei steigenden Energiepreisen sucht man gerne nach Alternativen. Eine Möglichkeit lautet energieautarkes Wohnen: Die Häuser sind so konzipiert, dass keine zusätzlichen Energieträger wie Gas oder Öl benötigt werden.

Ratgeber zum Thema
  • Geld

    Stromvertrag für Studenten – so geht nichts schief

    Als Student zieht man oft erstmalig in eine eigene Wohnung oder WG und muss sich auch um einen eigenen Stromtarif kümmern. Was es als Student zu beachten gibt und welche speziellen Probleme man vielleicht antrifft, erklären wir hier!

    weiter
  • Solaranlage

    Brandschutz bei Photovoltaikanlagen: Wie groß ist die Gefahr?

    Wie groß ist die Brandgefahr bei Photovoltaikanlagen wirklich? Wie man effektiv Brandschutz bei der Photovoltaikanlage betreibt und warum auch der Feuerwehrmann beim Anblick einer Photovoltaikanlage nicht in Panik ausbrechen muss, lesen Sie hier.

    weiter
  • Solarenergie

    Steuern auf die Photovoltaikanlage: Wer zahlt was?

    Wer eine Photovoltaikanlage auf seinem Dach hat, gilt vorm Gesetz als Unternehmer und muss Steuern zahlen. Doch was gilt für Netzeinspeisung und Eigenverbrauch, was hat es mit der Umsatzsteuer auf sich und was kann man von der Steuer absetzen?

    weiter