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Brennstoffzelle

In Brennstoffzellen kann chemische Energie mit hohem Wirkungsgrad und minimalen Emissionen direkt in elektrischen Strom umgewandelt werden. Einer Brennstoffzelle werden dazu kontinuierlich gasförmige Brennstoffe (z.B.: Wasserstoff oder Erdgas) und Luft zugeführt.

Funktionsprinzip:
Das Grundprinzip wird durch die räumliche Trennung der Reaktionspartner durch einen ionenleitfähigen Elektrolyten verwirklicht, der auf beiden Seiten mit porösen Elektroden (Anode und Kathode) in Kontakt steht. Auf diese Weise läuft die chemische Reaktion zwischen Wasserstoff und Sauerstoff nicht explosionsartig als Knallgasreaktion ab, sondern wird kontrolliert durchgeführt, so dass der Elektronenaustausch zwischen den Reaktionspartnern über einen äußeren Stromkreis erfolgt und dabei elektrische Energie liefert.
Bei diesem Vorgang handelt es sich um die Umkehrung der Elektrolyse, d.h. die Trennung von Wasser in Wasserstoff und Sauerstoff.
Die Brennstoffzelle ist für die umweltfreundliche Stromerzeugung und für einen emissionsarmen Fahrzeugantrieb sehr gut geeignet .
Eine Brennstoffzelle erreicht Wirkungsgrade von bis zu 80%.

Der Einsatz von Brennstoffzellen im mobilen Bereich:
Der heutige Bedarf an Mobilität führt zu einer immensen Verkehrsbelastung und damit zu extremen Emissionen im Straßenverkehr. Elektrofahrzeuge haben am Fahrzeug selbst keine Emissionen, besitzen aber mit Batteriespeicher eine relativ geringe Reichweite bei langen Ladezeiten. Brennstoffzellen im Automobil können elektrischen Strom sehr effizient direkt aus chemisch gespeicherter Energie gewinnen. Etwa 70% aller Autofahrten erfolgen im Stadtverkehr. Da die Brennstoffzelle einen hohen Wirkungsgrad bei einer Teillastbeanspruchung, wie es in der Stadt ist, hat, könnte man dort die Emissionen deutlich reduzieren.
Wird Wasserstoff als Energieträger verwendet, so ist das Auto sogar emissionsfrei, da lediglich Wasser produziert wird. Um Wasserstoff im Fahrzeug lagern zu können, benötigt man aber voluminöse und schwere Wasserstoffdrucktanks. Günstig wäre es, würde man diese Brennstoffzellen mit Alkoholen wie zum Beispiel Methanol betreiben.
Bei aller Euphorie sollte man aber etwas nicht vergessen: Da Wasserstoff grundsätzlich nicht frei in der Natur vorkommt, muss zunächst Energie aufgewendet werden, um Wasserstoff zu produzieren. Die Brennstoffzelle ist also kein Primärenergieerzeuger, sondern ist nüchtern als besserer Ersatz für Motoren und andere ineffiziente Energiewandler zu verstehen.3.

Zukunftperspektiven
Diese Angaben beruhen hauptsächlich auf dem Delphi Report. Das ist eine Umfrage, bei der Wissenschaftler zu einem bestimmten Thema über die Zukunft befragt werden.
Es wird erwartet, dass es im Jahr 2002 große Busse und Lastwagen gibt, die mit Alkohol als Haupttreibstoff angetrieben werden und deren Abgase entsprechend sauber sind.
Außerdem wird im selben Jahr erwartet, dass die Energiegewinnung aus Biomasse weltweit allgemeine Anwendung findet.
Im Jahr 2004 wird die Wärme heißer Gesteinsmassen durch eine geothermische Energiegewinnungstechnik genutzt.
Solarzellen finden wahrscheinlich im Jahr 2006 in privaten Haushalten allgemeine Verwendung.
Kraftfahrzeuge und Maschinen, die statt Benzin oder Alkohol Wasserstoff als Treibstoff verwenden, werden im Jahr 2010 allgemein eingesetzt.
Brennstoffzellen, die Methanol verwenden, finden als umweltfreundliche, hocheffiziente und transportable Stromquellen, z.B. für Elektroautos, cirka im Jahr 2011 allgemeine Verwendung.
2016 wird eine Technik entwickelt, mit der die Wärme des Magma Reservoirs in elektrischen Strom umgewandelt werden kann.
Die Temperaturunterschiede des Meerwassers können voraussichtlich ab 2017 zur Elektrizitätsgewinnung genutzt werden.

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