Brennstoffzelle - chemische Reaktion mit Wasserstoff führt zu Wärme- und Stromgewinnung

Die Brennstoffzelle erlebt derzeit ein deutsches Comeback. Die Technik wurde zur Mitte des 19. Jahrhunderts erfunden, doch erst heute findet sie die Anerkennung und den Platz als Energieerzeuger. Momentan hält die Brennstoffzelle auch Einzug in die Heizungstechnik. In einer chemischen Reaktion mit Wasserstoff entsteht Wasser und Wärme.

Wie funktioniert die Reaktion mit Wasserstoff in der Brennstoffzelle?

Die Funktionsweise einer Brennstoffzelle ist einfach erklärt:

Die Mikro-KWK-Anlage benötigt zur Energiegewinnung Erdgas. Im Erdgas ist Wasserstoff enthalten, das dem Erdgas entzogen wird. Eine Membran, die beide Gase voneinander trennt, sorgt für eine kalte Verbrennung zwischen Wasserstoff und Sauerstoff. Dabei entsteht sowohl Wärme wie auch Strom, der sofort im Energiekreis des Eigenheims eigengenutzt werden kann.

Als Resultat H2-O und Wärme

Die Funktion der Brennstoffzelle wird durch zwei Elektroden angetrieben:

Die Kathode als Minuspol und die Anode als Pluspol werden durch eine Membran auseinander gehalten. Damit sich die normalerweise heftige Reaktion verlangsamt, sind sowohl Anode als auch Kathode mit einer Schicht Nickel oder Platin überzogen. Diese wirkt katalytisch. Kommt jetzt der Wasserstoff aus dem Erdgas mit der Anode in Berührung, so kommt es zu einer ersten Reaktion:

Mit Protonen und Elektronen zersetzt sich der Wasserstoff in seine Bestandteile.

Die Elektronen folgen daraufhin dem längeren Weg, die Protonen nehmen den direkten Weg zur Kathode hin. An der Kathode kommt es zu der für die Heizenergie entscheidenden Reaktion, denn hier verbinden sich die Elektronen mit dem aus der Luft zugeführten Sauerstoff und es entsteht Wärme und Wasser. Die Wärme wird dem Heizkreislauf zugeführt, das entstandene Wasser wird im Mechanismus der Brennstoffzelle wiederverwertet.

Mit der Brennstoffzelle beste Wirkungskraft erreichen

Die Spannungsenergie, die sich zwischen Anode und Kathode aufbaut, wird somit chemisch in Heizenergie umgewandelt.

Die somit direkt in der Brennstoffzelle erzeugte und sofort nutzbare Energie macht diese Art der Mikro-Kraft-Wärme-Kopplungsanlage weitaus effizienter in ihrem Gebrauch als die Anlagen, die durch einen Motor betrieben werden, denn die elektrochemisch herbeigeführte Reaktion hat eine größere Wirkungskraft in der Erzeugung von Strom und Wärme.

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