Brennstoffzelle

Bei einer Brennstoffzelle handelt es sich um eine galvanische Zelle, die die chemische Reaktionsenergie eines kontinuierlich zugeführten Brennstoffes und eines Oxidationsmittels in elektrische Energie wandelt.

Shell Eco-Marathon Teil 3 Brennstoffzellenauto NAOB Runner H2 SEM2015.

Allerdings ist eine Brennstoffzelle kein Energiespeicher, sondern ein Wandler. Die Brennstoffzelle wandelt den Kraftstoff Wasserstoff direkt in elektrischen Strom um, mit diesem kann dann ein Elektromotor angetrieben werden.

Eine Brennstoffzelle besteht aus Elektroden, die durch eine semipermeable Membran oder einen Elektrolyt (Ionenleiter) voneinander getrennt sind.

Die meisten Elektrodenplatten (Bipolarplatten) bestehen meistens aus Metall oder Kohlenstoffnanoröhren, diese sind mit einem Katalysator beschichtet, zum Beispiel mit Platin oder mit Palladium. Als Elektrolyten können beispielsweise gelöste Laugen oder Säuren, Alkalicarbonatschmelzen, Keramiken oder Membranen dienen.

Die Energie liefert eine Reaktion von Sauerstoff mit dem Brennstoff, der Wasserstoff sein kann, jedoch ebenso aus organischen Verbindungen wie z. B. Methan oder Methanol bestehen kann. Beide Reaktionspartner werden über die Elektroden kontinuierlich zugeführt.

Die gelieferte Spannung liegt theoretisch bei 1,23 V für die Wasserstoff-Sauerstoff-Zelle bei einer Temperatur von 25 °C. In der Praxis werden jedoch nur Spannungen von 0,5–1 V (experimentell auch darüber) erreicht. Die Spannung ist vom Brennstoff, von der Qualität der Zelle und von der Temperatur abhängig. Um eine höhere Spannung zu erhalten, werden mehrere Zellen zu einem Stack (engl. für ‚Stapel‘) in Reihe geschaltet. Unter Last bewirken die chemischen und elektrischen Prozesse ein Absinken der Spannung (nicht bei der Hochtemperatur-Schmelzkarbonatbrennstoffzelle, MCFC).

Quelle: Wikipedia