Techniklexikon

Brennstoffelement

Brennstoffzelle Brennstoffzelle. Galvanisches Element, in dem die chemische Energie flüssiger oder gasförmiger Brennstoffe direkt und reversibel in elektrische Energie umgewandelt werden kann. Man unterscheidet H2-02-B. und Metall-Luft-B. Die Katode der Brennstoffzelle wird kontinuierlich mit Brennstoff, die Anode mit dem Oxydationsmittel beschickt. Die Reaktionen laufen allgemein nach den Gleichungen bei bestimmten Temperaturen ab. Das getrennte Mitführen von reinem H2 und reinem 02 als aktive Stoffe bietet Gefahren bei Havarien wegen möglicher Knallgas-explosionen (Knallgaszelle). Man bemüht sich daher um das Verwenden solcher H2-Verbindungen wie Hydrazin, Ammoniak und Methanol und um das Anwenden von Luftsauerstoff. Bei derartigen Zellen sind umfangreiche Hilfsaggregate wie H2-Gene-rator (Reformer), C02-Absorber, Wärmeübertrager, Wasserentferner, 02-Separa-tor, Flüssigkeits- und Gasumwälzeinrichtung u.a. notwendig. Man spricht hier von Reformerbrennstoffzellen. Bei den Metall-Luft-Zellen werden Zink, Natriumamalgam, aber auch Aluminium als Brennstoff verwendet. Bei einer japanischen Zink-Luft-B. kann der Brennstoff mit Hilfe der Elektrolyse zurückgewonnen v/erden. Die Materialien der B. müssen teilweise mit Edelmetallen imprägniert werden, um katalytische Wirkungen zu erzielen. Bei Hydrazin, Ammoniak und Methanol handelt es sich um Giftstoffe, deren Toxizität zu Einschränkungen oder besonderen Bedingungen in der Anwendung führt. Wirkungsgrad für H2-02-B. liegt maximal bei etwa 70% und sinkt mit steigender Belastung. Der Wirkungsgradverlauf der Reformerzellen entspricht etwa dem der Ver-, gasermotoren, hat jedoch höhere Absolutwerte, deren’Maximum etwa bei 45 % liegt. Brennstoffzelle.