Environmental Engineering Reference
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Abb. 8.10
Prinzipschaltbild
für die Brennstoffzellentechnik
auf der Basis von Methanol.
Methanol muss im Dampfre-
former erst in H
,COund
CO
zerlegt werden, bevor H
in die Brennstoffzelle gelangt.
Das Restgas H
und O
aus der
Brennstoffzelle liefert mittels
Verbrennung die Wärme für
den Dampfreformer
Gasreinigung
Luft
Brenner
Brennstoff−
zelle
CO
Kompressor
CO
2
Pumpe
Pumpe
..
Kuhlung
CH OH
H
2
3
..
Flussigkeitstanks
Tab. 8.9
Die Standardpotentiale einiger Redoxpaare in der elektrochemischen Spannungsreihe
Redoxpaar Li
Cs
Na
H
OS
Pb HCu C
Ag Au O F
Standard-
poten. (V)
−3,0 −2,9 −2,7 −0,8 −0,5 −0,1 0 +0,2 +0,5 +0,8 +1,7 +1,8 +2,9
Funktionen von Elektrolysezelle und Brennstoffzelle in einem Gerät, aber Materialproble-
me können jetzt von entscheidender Bedeutung werden.
Das Prinzip jeden Akkumulators basiert auf der Potentialdifferenz zwischen 2 Redox-
Je weiter links vom Wasserstoff (H) ein Redoxpaar steht, um so leichter verliert es Elek-
tronen (wird reduziert zu einem positiven Ion), je weiter rechts es steht, um so leichter
nimmt es Elektronen auf (wird oxidiert zu einem negativen Ion). Da die Akkumulator-
spannung durch die Wanderung der Ionen durch den Elektrolyten entsteht, befindet sich
auf der Reduktionsseite die Kathode (negativer Pol) und auf der Oxidationsseite die Anode
(positiver Pol).
Die Schwierigkeit, einen Akkumulator nach diesem Prinzip aufzubauen, besteht ein-
mal in der Suche nach einer geeigneten
Redox-Reaktion
und dann in der Auswahl eines
geeigneten
Elektrolyten
, welcher in modernen Akkumulatortypen nur für eine Ionen-
art elektrisch leitend ist. Darüber hinaus sind wichtige Kriterien für die Qualität eines
Akkumulators natürlich seine Energiedichte und die erlaubte Anzahl von Lade- und Ent-
ladezyklen. Diese Anzahl ist nicht beliebig hoch, wie jeder weiß, dessen Autoakkumulator
sich nach einigen Jahren der Benutzung nicht mehr laden ließ.
Ein Beispiel für einen Akkumulator, welcher nur die in Tab.
8.9
gelisteten Elemente be-
nutzt, ist der Natrium/Schwefel-Akkumulator, dessen Einsatzfähigkeit zum Antrieb von
Fahrzeugen für einige Zeit untersucht wurde. Dieser Akkumulator arbeitet nach folgender
Reaktionsgleichung:
Na
+
S
↔
Na
S
.
(8.70)
