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Green-Economy.de - Lexikon - Brennstoffzelle
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Brennstoffzelle
Eine Brennstoffzelle ist eine galvanische Zelle und somit in gewisser Weise mit einer „klassischen“ Batterie oder einem Akkumulator vergleichbar. Dennoch ist eine Brennstoffzelle grundsätzlich anders konzipiert als eine Batterie oder ein Akkumulator. So ist eine Brennstoffzelle nicht in der Lage, elektrische Energie zu speichern, sondern eine Brennstoffzelle fungiert grundsätzlich nur als Energiewandler, der konstant zugeführte chemische Energie in elektrischen Strom umwandelt. Diese Funktionsweise macht auch den Unterschied zwischen einem Akkumulator und einer Brennstoffzelle aus: Während ein Akkumulator chemische Energie speichert und die gespeicherte Energie bei Bedarf direkt wieder in Strom umwandelt, müssen bei einer Brennstoffzelle kontinuierlich von außen chemische Energieträger zugeführt werden, um die Stromerzeugung aufrechtzuerhalten.

Im allgemeinen Sprachgebrauch wird der Begriff „Brennstoffzelle“ in aller Regel für eine sogenannte „Wasserstoff-Sauerstoff-Brennstoffzelle“ verwendet.

In der Vergangenheit erfolgte die Erzeugung von elektrischem Strom zumeist durch die Verbrennung von chemischen Energieträgern wie beispielsweise Holz oder Erdgas. Die bei der Verbrennung entstehenden Gase wurden bzw. werden hierbei zum Zweck der Stromerzeugung in eine sogenannte Wärmekraftmaschine umgeleitet. Diese Wärmekraftmaschine treibt mithilfe der entstandenen Gase dann einen Generator (beispielsweise eine Turbine) an, der die entstandene thermische Energie dann in mechanische Arbeit bzw. in mechanische Energie umwandelt. Die mechanische Energie kann dann vergleichsweise leicht weiter in elektrische Energie (also in Strom) umgewandelt werden.

Die Brennstoffzelle basiert hingegen auf dem Prinzip einer sogenannten Verbrennungskraftmaschine (sehr häufig als „VKM“ abgekürzt“) - eine solche Verbrennungskraftmaschine ist in der Lage, chemische Energie direkt, ohne den Umweg über chemische und mechanische Energie, in elektrische Energie umzuwandeln. Da bei der Umwandlung von einer Energieform in eine andere Energieform immer auch ein nicht unerheblicher Teil der sogenannten „Anfangsenergie“ verloren geht, hat eine Brennstoffzelle den Vorteil, Strom potenziell sehr viel effizienter erzeugen zu können. So kann eine Brennstoffzelle nicht selten einen Wirkungsgrad von nahezu 100 Prozent erreichen, wobei der individuell erreichbare maximale Wirkungsgrad einer Brennstoffzelle immer auch von einigen weiteren Faktoren beeinflusst wird – solche Faktoren sind beispielsweise die verwendeten Chemikalien oder die Umgebung, in der die Brennstoffzelle zum Einsatz kommt.

Die Technologie der Wasserstoff-Sauerstoff-Brennstoffzelle ist im Bereich der Brennstoffzellen derzeit am Besten erforscht, wobei Wasserstoff in der Natur nur in gebundener Form vorkommt und deshalb erst erzeugt werden muss, um in einer Brennstoffzelle zum Einsatz kommen zu können. Die Erzeugung von Wasserstoff ist allerdings mit hohen Energieverlusten verbunden, so dass der Vorteil des potenziell sehr hohen Wirkungsgrades einer Wasserstoff-Sauerstoff-Brennstoffzelle bei genauerer Betrachtung seine Bedeutung verliert. Dies ist wohl auch der Grund, weshalb sich die Brennstoffzelle bisher noch nicht als alternativer Antrieb von Kraftfahrzeugen durchsetzen konnte.
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