Die Brennstoffzelle

Um aus (regenerativ gewonnenem) Wasserstoff Strom zu erzeugen, verwendet man Brennstoffzellen. Bei einer Brennstoffzelle handelt es sich um eine besondere Art eines galvanischen Elements.

Vom Prinzip sind alle Zellen gleich aufgebaut. Zwischen zwei Elektroden (der Anode und der Kathode) befindet sich ein Elektrolyt der den Ionen- (meist Protonen-) Austausch ermöglicht. Die Elektroden sind über einen äußeren Stromkreis verbunden.

Der Unterschied zwischen den Zelltypen besteht im Elektrolyten und in den verwendeten Brenngasen. Auf den folgenden Seiten möchten wir Ihnen, neben einem kurzen Ausflug in die Geschichte der Brennstoffzelle, die unterschiedlichen Typen und ihre Anwendungsgebiete vorstellen. Die Funktion einer Brennstoffzelle soll Ihnen dabei anhand der PEM-Brennstoffzelle verdeutlicht werden.

Die Geschichte der Brennstoffzelle

Im Jahre 1839 wurde die Brennstoffzelle "erfunden". Der in Swansea, Wales, geborene Jurist und Physiker Sir William Robert Grove (1811-1896) experimentierte zu dieser Zeit mit der Elektrolyse von Wasser zu Wasserstoff und Sauerstoff und stellte fest, dass sich dieser Prozess auch umkehren ließ.

Schon bald stellte er eine "galvanische Gasbatterie" vor, die durch sogenannte kalte Verbrennung von Wasserstoff und Sauerstoff Strom erzeugen konnte. Diese erste Brennstoffzelle bestand aus zwei Platinelektroden, die in Schwefelsäure getaucht wurden. Um diese wurden Wasserstoff und Sauerstoff gespült.

Da aber die messbare Spannung und der Stromfluss der Brennstoffzelle zu gering waren, konnte sich die Brennstoffzelle nicht gegen Erfindungen wie den Elektrodynamo oder den Verbrennungsmotor durchsetzen.

Erste technische Verbesserungen der 1920er Jahre, mit denen man u.a. die Korrosion der Elektroden in den Griff bekam, brachten Fortschritte. In den 1960er Jahren wurde erstmals eine Brennstoffzelle an Bord von Satelliten des amerikanischen Raumfahrtprogramms und später sogar beim Apollo Mondflug eingesetzt. Kosten und der extreme Reinheitsgrad der benötigten Gasse spielten hierbei keine Rolle.

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