Das Prinzip der Brennstoffzelle entdeckte 1839 Sir William Grove. Sie zählt zu den Galvanischen Zellen und setzt bei kontinuierlichen Zustrom von Wasserstoff und Sauerstoff die chemische Energie in elektrische Energie um. Schon damals erkannte man das Potenzial dieses Energiewandlers, doch durch die Erfindung der Verbrennungsmotoren (Otto- und Dieselmotoren) ist es lange Zeit in Vergessenheit geraden, da die Technik der Brennstoffzelle als zu kompliziert angesehen wurde. In der heutigen Zeit des Klimawandels und der Rohstoffknappheit ist die Brennstoffzelle jedoch wieder im Fokus der Wissenschaft und Technik, sodass das Prinzip ständig weiter entwickelt wird und immer effektiver wird. |
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| Vorteile dieser Technik | Nachteile dieser Technik |
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nahezu
unbegrenzt Verfügbare Rohstoffe(Wasser, Biomasse) - sehr umweltfreundlich da zum großten Teil Wasser bei der Reaktion entsteht - höherer Wirkungsgrad als Benzin- oder Dieselmotoren - geringes Gewicht - höhere Leistung |
- sehr hoher Kostenaufwand für Rohstoffe(z.B. Wasserstoff und Materialien der Brennstoffzelle) - fehlendes Tankstellennetz und geringe Reichweite - hohe Verdampfungsrate von Wasserstoff - Sicherheitsprobleme mit dem Wasserstoff (Explosionsgefahr) - hohe Kosten für Wartung - teuer in der Anschaffung |
Chemische Grundlage |
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Reaktion an der Anode |
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An der Anode
werden
Wasserstoffatome unter Abgabe von Elektronen zu Protonen oxidiert.
Diese gelangen dann über das Elektrolyt zum Oxidationsmittel.
Die
freigewordenen Elektronen werden aus der Brennstoffzelle zur Kathode
transportiert, wo sie mit dem Sauerstoff zu negativ geladene Oxidionen reduziert werden.
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Reaktion an der Kathode |
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Die freigewordenen Elektronen werden aus der Brennstoffzelle zur Kathode transportiert wo sie mit dem Sauerstoff zu negativ geladene Oxidionen reduziert werden und mit den Protonen zu Wasser reagieren. |
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Gesamtreaktion |
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In der heutigen Zeit wird
die Brennstoffzelle vor allen von Forschungseinrichtungen und vom
Militär genutzt. Auch in der Industrie findet sie
Einsatzgebiete.
So haben verschiedene Autohersteller wie Toyota oder Mercedes Autos
entwickelt, welche die Brennstoffzelle als Antrieb nutzen.
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