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13.4 Hoffnungsträger Brennstoffzelle
Die Brennstoffzelle gilt als große Hoffnungsträgerin bei der künftigen energetischen Nut-
zung von Wasserstoff. Sie kann Wasserstoff direkt in elektrische Energie umwandeln. Da-
bei lassen sich zumindest theoretisch bessere Wirkungsgrade erreichen als bei der Verbren-
nung in einem herkömmlichen thermischen Kraftwerk.
Das Prinzip der Brennstoffzelle ist bereit sehr lange bekannt. Wer nun wirklich als ihr Er-
finder gelten kann, ist umstritten. Im Jahr 1838 führte der deutsch-schweizerische Chemi-
ker Christian Friedrich Schönbein erste Versuche zur Brennstoffzellentechnik durch. Im
Jahr 1839 baute der englische Physiker Sir William Robert Grove die erste Brennstoff-
zelle. In der Folgezeit befassten sich namhafte Wissenschaftler wie Becquerel oder Edison
mit der Weiterentwicklung. Erst Mitte des zwanzigsten Jahrhunderts waren die Entwick-
lungen jedoch so weit fortgeschritten, dass der erste längere Einsatz im Jahr 1963 durch
die NASA erfolgen konnte.
Seit den 1990er-Jahren wird die Weiterentwicklung der Brennstoffzelle mit Hochdruck
vorangetrieben. Automobilkonzerne und Heizungsfirmen haben die Technologie für sich
entdeckt und möchten mittelfristig vom positiven Image profitieren.
Gleichstrom
_
+
H
2
Wasser
H
2
Wasserstoff
O
2-
Sauerstoff
H
+
O
2
Anode
Elektrolyt-
membran
Kathode
Abbildung 13.7
Funktionsprinzip der Brennstoffzelle
Bei der Brennstoffzelle handelt es sich im Prinzip um die Umkehrung der Elektrolyse. Ei-
ne Brennstoffzelle enthält stets zwei Elektroden. An der Anode wird je nach Brennstoff-
zellentyp reiner Wasserstoff (H
2
) oder ein kohlenwasserstoffhaltiges Brenngas zugeführt,
an der Kathode reiner Sauerstoff (O
2
) oder Luft als Oxidationsmittel. Ein Elektrolyt trennt
Anode und Kathode
(Abbildung 13.7)
. Hierdurch läuft die chemische Reaktion kontrolliert
ab. Elektronen fließen dabei über einen äußeren Stromkreis und geben elektrische Energie
ab. Die zurückbleibenden positiv geladenen Ionen diffundieren durch den Elektrolyten. Als
Abfallprodukt entsteht Wasser.
