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Brennstoffzelle
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Das Funktionsprinzip der Brennstoffzelle kann als kalte Verbrennung beschrieben werden. Bei der Oxydation des Brennstoffes wird Energie frei und wird ohne den Umweg "Wärmeerzeugung" direkt in Elektrizität umgewandelt. Dies entspricht einer Umkehrung der elektrolytischen Zersetzung von Wasser.
Bei diesem, bereits im vorigen Jahrhundert entdeckten Verfahren, werden an zwei Elektroden gegensätzliche Ladungen aufgebaut. Durch "Verbindung" über einen Elektrolyten sowie einen elektrischen Leiter, fließt Strom (Ladungsausgleich).
Die erste Elektrode wird von Wasserstoff als "Brennstoff" durchströmt. Anschließend wird dieser in den Poren adsorbiert und in zwei Protonen (+) und zwei Elektronen (-) dissoziert. Während die Protonen (+) wieder austreten, führen die negativ geladenen Elektronen zu einer negativen Elementarladung an dieser Elektrode.
Die zweite Elektrode wird von Sauerstoff durchströmt, dieser wird adsorbiert, mit zwei Elektronen (-) angereichert und tritt als negativ geladenes Sauerstoff-Ion wieder aus. Durch die Abgabe von Elektronen erhält diese Elektrode nun eine positive Elementarladung.
Beide Elektroden tauchen in einen Elektrolyten, wo sich die Protonen (+) und die negativ geladenen Sauerstoff-Ionen zu Wasser (Neutralladung) vereinigen. Am gegenüberliegenden Ende der Elektroden fließt über eine elektrische Leitung elektrischer Strom.
Vorteile
Wegen ihres hohen Wirkungsgrades (40 % bis 70 %) arbeiten Brennstoffzellen wesentlich effizienter als die klassischen Verbrennungsmotoren (Otto-, Dieselmotor und Turbine).
Ihr hoher Wirkungsgrad, die geringen Schadstoffemissionen, das gute Teillastverhalten sowie die geringen Störungsanfälligkeit macht Brennstoffzellen zu besonders interessanten und zukunftsträchtigen Energieträgern (z.B.: Elektrofahrzeuge!).
Die Verwendung des höchst brennbaren und explossionsgefährdeten Wasserstoffs setzt jedoch der Praxisverbreitung zur Zeit noch enge Grenzen.
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