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Die Brennstoffzelle




Die Brennstoffzelle


Aufbau und Funktion:

-besteht aus Wasserstoff- und

Sauerstoffhalbzelle

-Wasserstoff wird an palladinierter

Nickelelektrode oxidiert




-Sauerstoff wird an palladinierter

Nickelelektrode reduziert

-Palladium dient als Katalysator


- für kontinuierlichen Betrieb müssen ständig                      

auerstoff und Brennstoff zugeführt werden, O2 wird aus Luft genutzt


Erfinder: -1839 zum ersten mal von Sir William Grove zur

Erzeugung elektrischer Energie konstruiert

-in unserem Jh. wieder aufgegriffen und weiter

entwickelt


Eigenschaften:-hoher Wirkungsgrad (etwa 40% bis 60% )

-keine Selbstentladung

-als Brennstoff können fossile oder

Sekundäre Ergieträger (Erneuerbare)

verwendet werden

-Reduktion des CO2, SOX und NOX Ausstoßes

Dezentralisierung von Kraftwerken durch die Mögl. des Einsatzes in kleinen "Mengen"

-durch Solarwasserstoff leichte, umweltfreundliche H2 Gewinnung



Typen: Alkalische Brennstoffzellen

-BZ mit Alkalilsg. als Elektrolyt, häufiger Typ

-besonders im Weltraum eingesetzt (H2 und O2 in Tanks flüssig mitgeführt, 1/10 Gewicht von Batterien

Polymerelektrolytmembran

-bei Automobilen eingesetzt, zwei bis dreifache Effizienz gegenüber konventionellen Verbrennungsmototren

-geplanter Einsatz von Methanol als Brennstoff, Aktive Firmen sind u.a. Bellard, GM, Chrysler, Daimler, VW

Phosphorsaure Brennstoffzelle

-Phosphorsäure als Elektrolyt, stationäre Anwendungen, älterer Typ (1. Generation)

-Erdgas kann als Brennstoff eingesetzt werden

Karbonatschmelze Brennstoffzelle

-hoher Wirkungsgrad (50 - 60%)

-Nachfolger der PSBZ

-hohe Kosten



Oxidkeramische Brennstoffzelle

-hoher h, niedrige Systemkosten

-Forschungsstand: -T<600 C, Kombination mit Gas-/ Dampfturbinen

Direktmethanol Brennstoffzellen

-Weiterentwicklung der PEMBZ, für mobilen Einsatz




basischer Elektrolyt

saurer Elektrolyt

Minus.Pol:

2H2+4OH- 4H2O+4e-     U=-0.83V

2H2+4H2O 4H3O++4e-     U=0V

Plus-Pol

O2+H2O+4e- 4OH-         U=0.4V

O2+4H3O++4e- 6H2O       U=1.23V


2H2+O2 2H2O                U=1.23V

2H2+O2 2H2O                  U=1.23V











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