Brennstroffzelle

Die Brennstoffzelle - vielseitig einsetzbar

Polymembran-Brennstoffzelle
(Polymer Electrolyte Membrane Fuel Cell oder auch Proton Exchange Membrane Fuel Cell = PEMFC)
Als Anodengas dient Wasserstoff, als Kathodengas Luftsauerstoff. Sie leisten bei einer Betriebstemperatur ab ca. 60 °C zwischen 0,1 und 500 kW. Der Systemwirkungsgrad liegt bei 30 - 50 %. Einsatzgebiet: Mobil und Blockheizkraftwerke.

Phosphorsaure Zelle
(Phosphoric Acid Fuel Cell = PAFC)
Als Anodengas dient Wasserstoff, als Kathodengas Luftsauerstoff. Sie leisten bei einer Betriebstemperatur von rund 200 °C ca. 200 kW. Der Systemwirkungsgrad liegt bei etwa 40 %. Ein Einsatzgebiet ist beispielsweise die Kraft-Wärme-Kopplung.

Schmelzkarbonat-Brennstoffzelle (Molten Carbonate Fuel Cell = MCFC) Als Anodengas dient Wasserstoff, der auch aus Erdgas oder Biogas gewonnen werden kann, als Kathodengas Luftsauerstoff. Sie leisten bei einer Betriebstemperatur von rund 650 °C 250 KW. Der Systemwirkungsgrad liegt bei ca. 47 %. Mögliche Einsatzgebiete sind Kraftwerke und Kraft-Wärme-Kopplung.

Oxidkeramische Brennstoffzelle (Solid Oxide Fuel Cell = SOFC) Als Anodengas dient Wasserstoff, der auch aus Erdgas oder Biogas gewonnen werden kann, als Kathodengas Luftsauerstoff. Sie leisten bei einer Betriebstemperatur zwischen 800 und 1000 °C bis zu 100 MW. Der Systemwirkungsgrad liegt bei ca. 57 %. Mögliche Einsatzgebiete sind Kraftwerke und Kraft-Wärme-Kopplung.

Anwendungen
Bereits heute existieren Anwendungen für den Einsatz von Brennstoffzellen. Einige sind noch im experimentellen Stadium, andere sind schon fast marktreif. In einem sehr fortgeschrittenem Entwicklungsstadium befinden sich stationäre Anlagen, die Wohnhäuser und Gewerbebetriebe mit Heizwärme und elektrischem Strom versehen. Diese stationären Anlagen sind in der Regel an das Erdgasnetz angeschlossen. Dabei wird das Methan des Erdgases zu Wasserstoff reformiert und zur Strom- und Wärmeerzeugung eingesetzt. Eine andere Anwendung ist der Antrieb von Fahrzeugen. Dabei wird der entstehende Strom zum Antrieb von Elektromotoren eingesetzt. An dieser Technik arbeiten viele europäische Automobilhersteller. Diese Art des Antriebes ist nicht nur für Pkws geeignet. Europaweit wird die Brennstoffzellentechnik auch gerade im öffentlichen Personennahverkehr getestet. Ein besonders interessantes Einsatzgebiet findet die Brennstoffzelle in der Stromversorgung von mobilen Endgeräten. So steht die Stromversorgung von Notebooks mittels Brennstoffzellen kurz vor der Serienreife. Dabei dient Methanol als Wasserstoffspender, um eine möglichst hohe und lange Mobilität fern der Steckdose zu erreichen. Noch im Versuchsstadium befindet sich die Brennstoffzelle für Handys und PDAs. Messtechnik, Telemetrie, Wohnmobile und Sportboote bieten weitere Einsatzfelder für die Brennstoffzellentechnik. Sehr frühzeitig fand die Brennstoffzellentechnik Einzug in die Luft- und Raumfahrt. Bereits 1965 wurde die Brennstoffzelle im Gemini-Programm der NASA verwendet. Die Brennstoffzelle leistete rund 1 kW und lieferte als Abfallprodukt höchst erwünschtes Trinkwasser.