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Lisa P. aus Frankfurt
Brennstoffzelle
1839 erfand der Physiker William R. Grove die Brennstoffzelle. Diese Technik wurde in den 60er Jahren vor allem bei der Raumfahrt angewandt. Heutzutage findet diese Art der Energieerzeugung vielerlei Anwendungsgebiete.
Eine Brennstoffzelle erzeugt Energie
Sauerstoff und wasserstoffhaltiges Gas reagieren in einer Brennstoffzelle auf kaltem Wege zu Wasser. Allerdings wird diese dabei freiwerdende Energie nicht in Wärme umgewandelt, sondern in Form von kinetischer Energie den Elektronen zugeführt. Auf diese Weise entsteht ein Stromfluss. Um Wasserstoff zu erzeugen, der als freier Stoff in der Natur kaum vorkommt, muss das Prinzip der Elektrolyse angewandt werden.
Das Prinzip der umgekehrten Elektrolyse
Das Prinzip der Brennstoffzelle ist einfach. Es handelt sich hierbei um eine umgekehrte Elektrolyse, bei der Gleichstrom produziert wird und Wasserdampf als Abfallprodukt entsteht. In der Brennstoffzelle reagiert Wasserstoff mit Sauerstoff um sich über eine durchlässige, dünne Membran zu Wasser zu verbinden. Dabei wird Energie in Form von Elektrizität freigesetzt.
Die Energie ist vielerlei nutzbar
Die Energie, die durch Brennstoffzellen genutzt wird, kann in vielen Anwendungsbereichen genutzt werden:
- Heizungsindustrie
- Autoindustrie
- Produktindustrie
Die Autoindustrie hofft auf eine günstige Alternative zu fossilen Brennstoffen, die in den letzten Jahren preislich sehr angestiegen sind. Einige führende Autohersteller arbeiten bereits an einer serienreifen Produktion mit Brennstoffzellen. 1999 konnte in den USA das erste Fahrzeug in normaler Größe mit einer üblichen Reichweite und Fahrleistung präsentiert werden. Ein paar Jahre davor brauchte man allein für die mobile Brennstofftechnik, bestehend aus der Zelle und einem Kältetank für den Wasserstoff, ein Fahrzeug von der Größe eines Transporters. Mit Brennstoffzellen in der Heizungsindustrie könnten sowohl der Energieverbrauch, als auch die Schadensemissionen reduziert werden. Der CO2-Ausstoß könnte um 50 % gesenkt werden.
Brennstoffzelle = Ökologische Alternative
Wenn der benötigte Wasserstoff aus Wasser mit Hilfe von Solarenergie gewonnen werden könnte, dann wäre das ein wichtiger Energieträger für die Zukunft. Eine Energieversorgung würde auf diese Weise völlig klimaneutral und schadstoffrei funktionieren.
Problem: Rohstoff Wasserstoff
Sowohl technische Fragen, wie der Transport und die Explosionsgefahr müssen noch geklärt werden, als auch die Lagerung und die Verteilung der Basisstoffe. Wenn Wasserstoff beispielsweise aus dem hochgiftigen Methanol gewonnen werden würde, dann wäre dieser Vorgang nicht mehr umweltschonend. Die Herstellungskosten können bisher auch noch nicht genau berechnet werden.
Als wirftschaftliche Lösung wird sich diese Methode erst mit dem Ausbau von Photovoltaikanlagen und Modulen etablieren können, denn mit denen hätte serienmäßig produzierter Wasserstoff aus Solar- und Photovoltaikanlagen eine Chance. Diese wären auch speziell für den Einsatz am Verbraucher geeignet, womit wiederum Transportkosten und der damit verbundene Energieverbauch wegfallen würden.