Was sind Brennstoffzellen – und wie funktionieren sie?

Brennstoffzellen gelten als Effizienz-Technologie der Zukunft. Dabei ist die Idee dahinter schon rund 180 Jahre alt: Wasserstoff plus Sauerstoff erzeugen Strom und Wärme. Was nun besonders effizientes Heizen ermöglicht, kam vor vielen Jahren schon im Weltall zum Einsatz – und inzwischen auch in einigen Autos und einem Zug.

In einer Brennstoffzelle reagiert ein kontinuierlich zugeführter Brennstoff (zum Beispiel Wasserstoff aus Erdgas) mit einem Oxidationsmittel (wie Sauerstoff aus Luft). Dabei entstehen Wasser, Strom und Wärme. Diese elektrochemische Reaktion wird auch als „kalte Verbrennung“ bezeichnet und ist besonders effizient.

Die Funktionsweise von Brennstoffzellen lässt sich ebenfalls mit der von Batterien vergleichen: Durch eine chemische Reaktion zwischen Anode und Kathode entsteht Energie. Chemische Reaktionspartner in der Brennstoffzelle sind Wasserstoff und Sauerstoff.

Protonenaustauschmembran-Brennstoffzelle PEMFC fr Proton Exchange Membrane Fuel Cell werden auch PEFC-Brennstoffzellen genannt

Das Element Wasserstoff reagiert zusammen mit Sauerstoff wieder zu Wasser. Dieses einfache Prinzip machen sich Brennstoffzellen mit ihrer Funktionsweise zunutze: Ein sogenannter Reformer gewinnt Wasserstoff aus Erdgas. In der Brennstoffzelle reagiert dieser Wasserstoff zusammen mit Sauerstoff aus der Luft. Dabei entstehen Wasser, Strom und Wärme. Diese elektrochemische Reaktion wird auch als „kalte Verbrennung“ bezeichnet – im Unterschied zur Verbrennung, durch die Motoren oder Turbinen Energie erzeugen.