Erklärung zu den Brennstoffzellen-Typen

PEMFC-Brennstoffzelle

-PEMFC bedeutet Proton Exchange Fuel Cell.

-Der Verwendete Elektrolyt ist ein Polymermembren.

-Die Temperatur der PEMFC: 0-80 °C

-Wirkungsgrad:   60% (H2)     40% (CH4)

-Anodengase: Wasserstoff wird über den Prozess der Reformierung gewonnen. Grundgase sind Methanol und Methan

-Einsatzmöglichkeiten: Stromversorgung, Pkw/Busse/Lkw, Wärmeversorgung in Wohngebäuden/Heizung, Blockheizkraftwerke

-Leistung: bis 250 kW

Funktionsweise

Bei der PEMFC (Proton Exchange Fuel Cell ) -Brennstoffzelle wird ein edelmetallhaltiger Katalysator wie z.B. Platin eingesetzt. Das Platin muss eingesetzt werden damit Wasserstoff und Sauerstoff miteinander reagieren. Erst durch einen Funken, würde die Reaktion explosionsartig ablaufen lassen. Das Elektrolyt ist wie oben beschrieben eine Polymermembran, die nur Protonen durchlässt.

Für die Entstehung der Protonen und Elektronen an der Anode ist die Oxidation von Wasserstoff verantwortlich. Hier entsteht an der Anode ein Gleichgewicht zwischen adsorbierten Wasserstoff-Molekülen und hydratisierten Wasserstoff-Ionen. Die Protonen (H+-Ionen) gehen durch die Membran zur Kathode, an der die Reduktion von Sauerstoff zu Wasser stattfindet.

Für die Reduktion sind Elektronen notwendig, diese wandern durch den äußeren Stromkreis zu der Kathode. Als Elektodenpotential bezeichnet man die hierbei stattfindende Aufladung der Elektroden. Die bei der Reaktion zwischen den beiden Elektroden erzeugte Potentialdifferenz ist die treibende Kraft der Brennstoffzellenreaktion und lässt sich im äußeren Stromkreis in elektrische Arbeit umwandeln.

Anode              -    2H_2(g) => 4H⁺ + 4e^-

Kathode            -    O_2(g) + 4e^- => 2 O^2-

Gesamtreaktion  -    2H_2(g) + O_2(g) => 2H₂O_(g)

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