Brennstoffzellen

Die Energieumwandlung in einer Brennstoffzelle, ist ein Elektrochemischer Prozess. Dabei wird ein Brennstoff wie: Wasserstoff,Methanol oder Erdgas benötigt, dass zusammen mit Sauerstoff als

Bei der Brennstoffzelle mit Wasserstoff als Brenngas reagiert der Wasserstoff mit Luftsauerstoff zu Wasser.

Abbildung: Funktionsaufbau PEMFC

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Bei der Brennstoffzelle mit Wasserstoff als Brenngas reagiert der Wasserstoff mit Luftsauerstoff zu Wasser.

Bei der technischen Betrachtung ist die Brennstoffzelle ein Energiewandler in der eine umgekehrte Elektrolyse abläuft. Durch die Reaktion von Wasserstoff und Sauerstoff entste- hen außer elektrischem Strom, Wärme und Wasser keine weiteren Nebenprodukte18 .Um diese Reaktion kontrolliert stattfinden zu lassen, werden die beiden Gase durch eine proto- nenleitfähige Membran der Membrane electrode assembly getrennt.

Bei einer Brennstoffzelle werden eine Anode, ein Elektrolyt und eine Kathode benötigt. Auf der Anodenseite wird Wasserstoff mithilfe eines Katalysators meist Platin in positiv gela- dene Wasserstoff-Protonen (H+) sowie negativ geladene Elektronen (e-) aufgespalten. Die Protonen des Wasserstoffs (in der Zeichnung orange dargestellt) wandern durch den Elekt- rolyten zur Kathode. Daraufhin entsteht auf der Kathode ein Elektronenmangel und an der Anode ein Elektronenüberschuss. Durch das Aufeinandertreffen der positiv geladenen Pro- tonen des Wasserstoffs und des Luftsauerstoffs reagieren dort die zuvor abgespaltenen Elektronen und dem Luftsauerstoff (in der Zeichnung grün dargestellt) zu Wasser.19 Verbin- det man die Anode elektrisch leitend mit der Kathode, so fließen Elektronen durch diesen Leiter und erzeugen dabei elektrischen Strom.

Die PEM Brennstoffzelle wandelt letztlich chemisch gespeicherte Energie in Form von Was- serstoff in elektrisch nutzbare Energie um. Wasserstoff dient hierbei als Energie Speicher, während die Brennstoffzelle elektrische Energie direkt in seiner Anwendung erzeugt.