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Mit uns in die Zukunft: Brennstoffzellen und Wasserstofftechnologie
Das Prinzip der Brennstoffzelle bzw. der "kalten Verbrennung" ist schon lange bekannt. Bereits 1839
wurden die physikalischen Gesetze der Brennstoffzelle von Sir William Grove entdeckt. In der
technischen Anwendung tauchte diese Technologie jedoch erstmals 1963 bei diversen Weltraumprojekten auf.
Aktuell bewegt sich die Brennstoffzellen- und Wasserstofftechnik auf die kommerzielle Nutzung zu. Viele
Prototyp- Pilot und Vorserienanlagen, sowie auch einzelne Serienprodukte zeigen die Marktfähigkeit
dieser ökologischen Systeme.
Wie funktioniert eine Brennstoffzelle?
Brennstoffzellen funktionieren nach dem Prinzip der "umgekehrten Elektrolyse". Bei der Elektrolyse wird
unter Verbrauch von elektrischer Energie Wasser (H2O) in Sauerstoff( O2 ) und Wasserstoff (H2) gespalten.
Eine Brennstoffzelle erzeugt hingegen aus Sauerstoff und Wasserstoff elektrischen Strom und
Wärme. Als Reaktionsprodukt entsteht nur reines Wasser und Energie:
Vom Grundprinzip her sind alle Brennstoffzellen gleich aufgebaut. Sie bestehen aus zwei porösen Elektroden
(Anode / Kathode) und einem dazwischenliegenden Elektrolyten. Einer Elektrode wird Wasserstoff und der
anderen Elektrode wir Sauerstoff zugeführt. Der Elektrolyt verhindert, dass sich die beiden Gase vermischen,
gewährt aber trotzdem einen Protonenaustausch, das heißt die Wasserstoffprotonen wandern
durch den Elektrolyten, währenddessen die ebenfalls zum Wasserstoff gehörenden Elektronen einen Umweg über
die Zelle machen müssen. Dieser Umweg wird durch einen äußeren Stromkreis realisiert.
Auf der anderen Seite der Zelle treffen sich die die Protonen und Elektronen des Wasserstoffes wieder und
reagieren mit dem an der zweiten Elektrode anliegendem Sauerstoff zu Wasser.
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Folgende Teilreaktionen laufen dabei ab:
1. Als erster Schritt wird H2 einer Anode zugeführt und dabei zu H+ oxidiert. Zur Erhöhung der Effizienz
ist die Anode mit einem Katalysator beschichtet:
Die entstehenden Elektronen fließen über einen elektrischen Verbraucher (z. B. Glühlampe) zur Kathode.
2. An der Kathode wird O2 zu O2- reduziert. Die Kathode ist ebenfalls mit einem Katalysator beschichtet:
3. Die negativ geladenen Sauerstoff-Ionen reagieren mit den im Elektrolyt zur Kathode gewanderten H+-Ionen zu Wasser:
Der äußere Elektronenfluss kann
als elektrische Energie und die bei der Reaktion entstehende Wärme kann z.B. für Heizzwecke genutzt werden.
Neben reinem Wasserstoff, kann man mit bestimmten Arten von Brennstoffzellen (SOFC) auch Erdgas (CH4)
mit seiner bestehenden Infrastruktur verwenden.
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Wo findet die Brennstoffzelle Verwendung?
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Portable Anwendungen:
Laptop, Mobiltelefone, Ladegeräte, USV- Anlagen, Notstromversorgung, Warnanlagen,...
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Stationäre Anlagen:
Kraft- Wärmekopplung für Blockheizkraftwerke oder Mini - BHKW, stationäre Notstromversorgung, Mobilfunksendeanlagen, Signalanlagen,...
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Mobile Anwendung:
Automobilindustrie für Motorantrieb und Bordstromversorgung, Gabelstapler, Schiffe,...
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Als einer der Pioniere auf dem Gebiet der kommerziellen Anwendung von Brennstoffzellen vertreiben wir Kleingeräte
von wenigen Watt bis 3 KW und entwickeln für den Brennstoffzelleneinsatz geeignete Systeme und Projekte:
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Brennstoffzellen -Demonstrationsmodelle für Aus- und Fortbildung
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Portable Brennstoffzellensysteme als Akkuersatz für Laptop, Handy,...
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Stationäre Brennstoffzellen für Notstromversorgung bis 3 KW
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Unsere Marktaufbereitungsmaßnahmen:
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Beratung und Schulung von Endkunden und Handwerkern
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Entwicklung, Betreuung und Monitoring von Brennstoffzellenprojekten in der
Pilot und Vorserienphase
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Fordern Sie weitere Informationen über unser Kontaktformular an!
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