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Es gibt verschiedene Brennstoffzellentypen, die sich im Wesentlichen durch den Elektro-
lyten, die zulässigen Brenngase und die Betriebstemperaturen unterscheiden. In der Praxis
dienen zur Bezeichnung des Brennstoffzellentyps die folgenden Abkürzungen, die aus den
englischen Bezeichnungen abgeleitet sind:
AFC
alkaline fuel cell (alkalische Brennstoffzelle),
PEFC
polymer electrolyte fuel cell (Polymerelektrolyt-Brennstoffzelle),
PEMFC proton exchange membrane fuel cell (Membran-Brennstoffzelle),
DMFC direct methanol fuel cell (Direktmethanol-Brennstoffzelle),
PAFC
phosphoric acid fuel cell (Phosphorsäure-Brennstoffzelle),
MCFC molten carbonate fuel cell (Karbonatschmelzen-Brennstoffzelle),
SOFC
solid oxide fuel cell (oxidkeramische Brennstoffzelle).
Abbildung 13.8
zeigt für die verschiedenen Brennstoffzellentypen die jeweiligen Brenn-
gase und Oxidationsmittel sowie den Elektrolyten und die Betriebstemperaturbereiche.
Typ
Brenngas
(Anode)
Betriebs-
temperatur
(Oxidant)
Kathode
Elektrolyt
Keramik YSZ:
Yttrium-stabilisiertes
Zirkoniumoxid ZrO
2
/Y
2
O
3
Kohlenwasserstoffe
Erdgas, Biogas, ...
Wasserstoff (H
2
)
800...
1000°C
Sauerstoff (O
2
)
Luft
SOFC
Kohlenwasserstoffe
Erdgas, Biogas, ...
Wasserstoff (H
2
)
Alkalikarbonatschmelzen
Li
2
CO
3
, K
2
CO
3
600...
650°C
Sauerstoff (O
2
)
Luft
MCFC
Phosphors ure
H
3
PO
4
160...
220°C
Sauerstoff (O
2
)
Luft
PAFC
Wasserstoff (H
2
)
protonenleitende
Membran
60...
130°C
Sauerstoff (O
2
)
Luft
DMFC
Methanol
protonenleitende
Polymermembran
60...
120°C
Sauerstoff (O
2
)
Luft
PEMFC
Wasserstoff (H
2
)
20...
90°C
Kalilauge (KOH)
AFC
Wasserstoff (H
2
)
Sauerstoff (O
2
)
Abbildung 13.8
Unterschiede verschiedener Brennstoffzellentypen
Die am häufigsten verwendete Brennstoffzelle ist heute die Membran-Brennstoffzelle
(PEMFC). Bei ihr besteht der Elektrolyt aus einer protonenleitenden Polymerfolie. Kohle-
oder Metallträger, die mit Platin als Katalysator beschichtet sind und durch die die Brenn-
gase strömen können, dienen als Elektroden. Die typische Betriebstemperatur liegt bei et-
wa 80 Grad Celsius. Für den Betrieb benötigt diese Zelle keinen reinen Sauerstoff, sondern
kann auch mit normaler Luft arbeiten.
Da heute Wasserstoff als Energieträger nur sehr eingeschränkt zur Verfügung steht, möch-
te man Brennstoffzellen auch direkt mit anderen derzeit verhältnismäßig gut verfügbaren
