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In Brennstoffzellen kann chemische Energie mit hohem Wirkungsgrad und minimalen Emissionen direkt in elektrischen Strom umgewandelt werden. Einer Brennstoffzelle werden dazu kontinuierlich gasförmige Brennstoffe (z.B.: Wasserstoff oder Erdgas) und Luft zugeführt.
Funktionsprinzip:
Das Grundprinzip wird durch die räumliche Trennung der Reaktionspartner durch einen ionenleitfähigen Elektrolyten verwirklicht, der auf beiden Seiten mit porösen Elektroden (Anode und Kathode) in Kontakt steht. Auf diese Weise läuft die chemische Reaktion zwischen Wasserstoff und Sauerstoff nicht explosionsartig als Knallgasreaktion ab, sondern wird kontrolliert durchgeführt, so dass der Elektronenaustausch zwischen den Reaktionspartnern über einen äußeren Stromkreis erfolgt und dabei elektrische Energie liefert.
Die Brennstoffzelle ist für die umweltfreundliche Stromerzeugung und für einen emissionsarmen Fahrzeugantrieb sehr gut geeignet und kann in der zukünftigen Energieversorgung eine zentrale Rolle spielen.
Eine Brennstoffzelle erreicht Wirkungsgrade von bis zu 60%.
Der Einsatz von Brennstoffzellen im mobilen Bereich:
Der heutige Bedarf an Mobilität führt zu einer immensen Verkehrsbelastung und damit zu extremen Emissionen im Straßenverkehr. Elektrofahrzeuge haben am Fahrzeug selbst keine Emissionen, besitzen aber mit Batteriespeicher eine relativ geringe Reichweite bei langen Ladezeiten. Brennstoffzellen im Automobil können elektrischen Strom sehr effizient direkt aus chemisch gespeicherter Energie gewinnen. Etwa 70% aller Autofahrten erfolgen im Stadtverkehr. Da die Brennstoffzelle einen hohen Wirkungsgrad bei einer Teillastbeanspruchung, wie es in der Stadt ist, hat, könnte man dort die Emissionen deutlich reduzieren.
Wird Wasserstoff als Energieträger verwendet, so ist das Auto sogar emissionsfrei, da lediglich Wasser produziert wird. Um Wasserstoff im Fahrzeug lagern zu können, benötigt man aber voluminöse und schwere Wasserstoffdrucktanks. Günstig wäre es, würde man diese Brennstoffzellen mit Alkoholen wie zum Beispiel Methanol betreiben.
Anwendungsbereiche:
. Energieerzeugung im Haushalt
. Bei Fahrzeugen
Vorteile:
. Umweltfreundlich
. geruch- und geräuscharm
Nachteile:
. Teure Anschaffung
. Die Lagerung von Wasserstoff ist zur Zeit noch schwer
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