Was passiert in einer Brennstoffzelle ???

Präsentation zum Thema: "Was passiert in einer Brennstoffzelle ???"—  Präsentation transkript:

1 Was passiert in einer Brennstoffzelle ???
Diese Frage lässt sich knapp beantworten: In einer Brennstoffzelle wird die Elektrolyse umgekehrt.

2 Inhaltsverzeichnis Geschichte Funktionsprinzip Formeln Anwendungsgebiete Verschiedene Arten von Brennstoffzellen

3 Geschichte 1839 erste in Betriebnahme einer Brennstoffzelle durch den Physiker William Robert Groove Funktionierte wie all anderen Brennstoffzellen auch Zwei Platinplatten als Elektroden, umschlossen von zwei Glaszylindern In den Zylindern Sauerstoff bzw. Wasserstoff Schwefelsäure als Elektrolyt Reihenschaltung mehrerer Brennstoffzellen um höhere Spannung zu erhalten Grooves Erfindung wurde verkannt Wiedergeburt in den 1950er Jahren für Raumfahrt und Militär Zivile Nutzung erst in den letzten Jahren Brennstoffzelle wurde kontinuierlich weiterentwickelt und Einsatzgebiete immer größer

4 Funktionsprinzip Wenn sich an der Anode Wasserstoff und an der Kathode Sauerstoff befindet, wird ein Wasserstoffmolekül unter Abgabe von Elektronen in zwei Wasserstoffatome gespalten. Die Wasserstoff-Ionen, die dabei entstanden sind, können den Elektrolyten durchqueren und oxidieren an der Kathode mit Sauerstoff zu Wasser unter der Voraussetzung, das ihnen die zwei Elektronen wieder zugeführt werden. Da diese aber nicht den Elektrolyt durchqueren können, können sie über die Anode abgenommen, genutzt und dann an die Kathode abgegeben werden. Es fließt ein nutzbarer, elektrischer Strom. Dieser Prozess läuft kontinuierlich ab, solange ausreichend Wasserstoff und Sauerstoff an Anode und Kathode zur Verfügung stehen.

5 Formeln Anode: 2H2(g) => 4H+ + 4e- Kathode: O2(g) + 4e- => 2 O2-
Gesamtreaktion: 2H2(g) + O2(g) => 2H2O(g)

6 Anwendungsgebiete Erstmals in den 1960er im Raumfahrtprogramm und später beim Apolloflug Dezentrale Energieversorgung Prototypen von PKW,Busse sowie Laptops sind in der Entwicklungsprozess Brennstoffzellen-Heizgeräte Flugzeuge

7 Verschiedene Arten von Brennstoffzellen
Elektrolyt Betriebstemperatur Wirkungsgrad Brennstoff Ladungstransport Anwendung KOH-Lösung 60 – 90 °C 60 % H2 im Reinzustand OH- - Ionen Raumfahrt, Militärtechnik Elektrolyt Betriebstemperatur Wirkungsgrad Brennstoff Ladungstransport Anwendung Phosphorsäure 160 – 200 °C 40 % H2 (Methan) (Methanol) H+ Fahrzeuge und Heizkraftwerke Elektrolyt Betriebstemperatur Wirkungsgrad Brennstoff Ladungstransport Anwendung Polymermembran 60 – 100 °C 60 % H2 (Methan) (Methanol) H+ Fahrzeuge und Heizkraftwerke