Brennstoffzelle

Mit der Brennstoffzelle erzeugt man elektrische Energie

Eine Brennstoffzelle ist eine Sonderform eines Galvanischen Elements, welches elektrische Energie erzeugen kann, ohne dabei Wärmeenergie zu produzieren.

 
 

Der Grundstein für die Technik der heutigen Brennstoffzelle wurde bereits im Jahre 1839 durch den britischen Physiker William Robert Grove gelegt. Dieser Mann aus Wales konstruierte den ersten Prototypen einer Brennstoffzelle. Diese erste Brennstoffzelle bestand aus zwei Platin-Elektroden, welche jeweils mit einem Glaszylinder umschlossen waren, in welchen sich Wasserstoff in dem einen Zylinder und Sauerstoff in dem anderen Zylinder befand. Die beiden Elektroden tauchten jeweils in eine verdünnte Schwefelsäure ein, damit eine elektrische Verbindung geschaffen werden konnte. An den beiden Elektroden konnte man nun eine elektrische Spannung erzeugen, welche jedoch nicht sehr hoch war.

Allerdings wurde der Physiker durch seine Entdeckung nicht berühmt, denn seine Mitmenschen wollten von dieser großartigen Entdeckung nichts wissen, so dass die Brennstoffzelle erst einmal wieder verschwand. Die großartige Entdeckung der Brennstoffzelle durch einen Physiker aus Wales schlummerte über hundert Jahre friedlich, bis sie im Zuge des Kalten Krieges schließlich wieder erweckt wurde. Während des Kalten Krieges wurde die Entwicklung der Raumfahrttechnik, wie auch der Militärtechnik zügig vorangetrieben. Für diese Entwicklung benötigte man kompakte und leistungsfähige Energiequellen. Also kam man wieder auf die Brennstoffzelle zurück, da man beispielsweise in Raumfahrzeugen viel Energie benötigt und diese jedoch nicht durch Verbrennungsmotoren erzeugt werden kann. Batterien erfüllten diesen Zweck ebenso wenig, da sie für die technischen Geräte zu schwer sind. man musste die notwendige elektrische Energie auf chemischem Wege erzeugen, wie es in einer Brennstoffzelle der Fall ist.

Das Grundprinzip einer Brennstoffzelle basiert auf der umgekehrten Elektrolyse. Das bedeutet, dass in der Brennstoffzelle Wasserstoffgas und Sauerstoff wieder zusammengeführt werden zu Wasser. Wenn man durch die Elektrolyse Wasser in seine Bestandteile Wasserstoff und Sauerstoff zerlegt, so muss man Energie zuführen. Beim umgekehrten Prozess, welcher in der Brennstoffzelle abläuft, gewinnt man eben diese Energie, welche man beim Trennen von Wasser zufügen muss. Die elektrische Energie wird im Wasserstoff gespeichert und kann diesem bei Bedarf dann entzogen werden. In den meisten Brennstoffzellen muss der Sauerstoff nicht gespeichert werden, da sie mit Luft funktionieren.