Brennstoffzelle


Prinzip der Brennstoffzelle

Das Prinzip der Brennstoffzelle basiert - vereinfacht gesprochen - auf der direkten Umwandlung der chemischen Energie von Brennstoffen wie Wasserstoff, Erdgas und Methanol in elektrische Enerige. Dieser auch als "kalte Verbrennung" bezeichnete Weg ist hinsichtlich Effizienz und Schadstoffemissionenn jeder anderen Umwandlungstechnologie überlegen. Bei Einsatz von Brennstoffzellen in einem BHKW kommen weitere Vorteile hinzu:

So liegt der elektrische Wirkungsgrad - inbesondere im Teillastbereich - vergleichsweise hoch, das Regelungsverhalten ist über das gesamte Leistungsspektrum sehr gut und die Geräuschentwicklung ist minimal.

Im Wesentlichen besteht die Brennstoffzelle aus zwei Elektroden, der Anode und der Kathode, und einem Elektrolyten, der die beiden Elektroden und auch die zuzuführenden Reaktionspartner trennt. Dieser elektrochemische Prozess verläuft prinzipiell in umgekehrter Reihenfolge wie die Elektrolyse. Der Brennstoff Wasserstoff wird kontinuierlich der Anode zugeführt.

Dort wird er in Anwesenheit eines Katalysatores in Elktronen und Ionen aufgespalten, wobei die Ionen durch die Elektrode zu Kathode transportiert werden. Prinzip der BrennstoffzelleBedingt durch die Potenzialdifferenz zwischen Brenngas und Sauerstoff fließen die Elektronen über einen externen Stromkreis (elektrischer Verbraucher) zur Kathode und verrichten dabei elektrische Arbeit. An der Kathode verbinden sich die Ionen und Elktronen mit dem zur Kathode zugeführten Sauerstoff zu Wasser, das als Wasserdampf abgeführt wird.

Der Wirkungsgrad wird durch konstuktive Merkmale bestimmt. Er wird größer, wenn die Fläche gering belastet wird. Während des Umwandlungsprozesses entsteht bei hohen Wirkunggraden und niedrigen Schadstoffemissionen Elktrizität und Wärme. Diese Technologie bietet sich also besonders dann an, wenn Strom und Wärme gleichzeitig erzeugt und verbracht werden sollen.

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