Sind Brennstoffzellen eine brauchbare Energiequelle?

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Informieren Sie sich über die Vor- und Nachteile von Brennstoffzellen als Energiequelle und finden Sie heraus, ob sie für Sie in Frage kommen.

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  • Mit einer Brennstoffzelle lässt sich gleichzeitig Strom und Wärme generieren.
  • Brennstoffzellen sind in der Regel effizienter als Verbrennungsmotoren und produzieren wenig bis gar keine Schadstoffe.
  • Brennstoffzellen können für eine Vielzahl von Zwecken eingesetzt werden

Brennstoffzellen sind eine praktikable Energiequelle. Sie wandeln Kraftstoff in Strom um und sind effizienter als herkömmliche Verbrennungsmotoren. Brennstoffzellen haben mehrere Vorteile gegenüber anderen Energiequellen, darunter ihr hoher Wirkungsgrad, ihre Brennstoffflexibilität und ihre geringen Emissionen. Allerdings haben Brennstoffzellen auch einige Nachteile, wie z.B. ihre hohen Kosten und die Schwierigkeiten bei der Lagerung und dem Transport von Wasserstoff. In diesem Artikel erfahren Sie alles, was Sie rund um das Thema Brennstoffzelle wissen müssen!

Inhaltsverzeichnis

Was sind Brennstoffzellen?

Eine Brennstoffzelle ist ein Gerät, das die chemische Energie eines Brennstoffs durch eine chemische Reaktion mit Sauerstoff oder einem anderen Oxidationsmittel in Strom umwandelt. Brennstoffzellen unterscheiden sich von Batterien dadurch, dass sie eine konstante Zufuhr von Brennstoff und Oxidationsmittel benötigen, um die Reaktion aufrechtzuerhalten, aber sie können über einen viel längeren Zeitraum mehr Strom erzeugen als eine Batterie. Wasserstoff ist der gängigste Brennstoff für Brennstoffzellen, aber auch andere Brennstoffe wie Erdgas, Methan, Propan und Heizöl können verwendet werden.

Brennstoffzellen werden oft nach ihrer Betriebstemperatur unterschieden. Niedertemperatur-Brennstoffzellen (LTFCs) arbeiten bei Temperaturen unter 100°C, während Hochtemperatur-Brennstoffzellen (HT FCs) arbeiten bei Temperaturen über 200°C. Die am häufigsten in Brennstoffzellenfahrzeugen verwendeten Brennstoffzellen sind HTFCs, die in der Regel aus einem festen Oxidmaterial bestehen.

Wie funktionieren Brennstoffzellen?

Brennstoffzellen erzeugen Strom durch eine elektrochemische Reaktion zwischen einem Brennstoff und einem Oxidationsmittel. Der Brennstoff ist normalerweise Wasserstoff, während das Oxidationsmittel ist normalerweise Sauerstoff aus der Luft

Der Brennstoff und das Oxidationsmittel werden in die Brennstoffzelle geleitet, wo sie in Gegenwart eines Katalysators reagieren und Elektronen, Wasser und Wärme erzeugen. Die Elektronen werden in einen externen Kreislauf abgeleitet, wo sie einen Elektromotor oder eine andere Last antreiben können. Das Wasser und die Wärme werden in das Kühlsystem der Brennstoffzelle abgeleitet.

Wofür werden Brennstoffzellen eingesetzt?

Brennstoffzellen können für eine Vielzahl von Zwecken eingesetzt werden, z. B. für die Stromversorgung von Haushalten, Unternehmen und Fahrzeugen. Sie werden auch oft als Notstromversorgung bei Stromausfällen eingesetzt. Zudem kann die gewonnene Wärme mittels einer Brennstoffzellenheizung zum Heizen genutzt werden.

Stromversorgung von Haushalten und Unternehmen mit Brennstoffzellen

Brennstoffzellen können zur Stromerzeugung für Haushalte und Unternehmen eingesetzt werden. Brennstoffzellen können zum Beispiel in Kraft-Wärme-Kopplungsanlagen (KWK) eingesetzt werden, um aus einer einzigen Brennstoffquelle sowohl Strom als auch Wärme zu erzeugen.

Fahrzeugantrieb durch Brennstoffzellen

Brennstoffzellen können auch zum Antrieb von Fahrzeugen wie Autos, Bussen, Zügen und Booten verwendet werden, eine saubere und effiziente Alternative zu Benzin- und Dieselmotoren.

Eine Art von Brennstoffzellenfahrzeug ist ein Wasserstoffauto. Wasserstoffautos haben eine Brennstoffzelle, die die chemische Energie des Wasserstoffs in Strom umwandelt, der einen Elektromotor antreibt . Wasserstoffautos haben keine Emissionen im Auspuff und sind etwa dreimal so effizient wie Benzinautos.

Notstromversorgung mit Brennstoffzellen

Brennstoffzellen können als Notstromversorgung bei Stromausfällen eingesetzt werden. Krankenhäuser und Rechenzentren nutzen Brennstoffzellen zum Beispiel oft als Notstromaggregate bei einem Stromausfall.

Brennstoffzellenheizung

Brennstoffzellen können zur Wärmeerzeugung für Haushalte und Unternehmen eingesetzt werden. Brennstoffzellen produzieren Wärme als Nebenprodukt der chemischen Reaktion, die Strom erzeugt. Diese Wärme kann genutzt werden, um Heißwasser oder Dampf zu erzeugen. Brennstoffzellen sind effizienter als herkömmliche Heizkessel und Öfen, weil sie weniger Brennstoff für die gleiche Wärmemenge benötigen.

Wie hoch ist der Wirkungsgrad von Brennstoffzellen?

Brennstoffzellen sind sehr effizient. Sie können bis zu 85 Prozent der Energie des Brennstoffs in Strom umwandeln, während z.B. Benzinverbrennungsmotoren nur etwa 15 Prozent der chemischen Energie des Brennstoffs in Strom umwandeln.


Was sind die Vorteile von Brennstoffzellen?

Brennstoffzellen sind effizient 

Brennstoffzellen sind hocheffizient und wandeln bis zu 85 Prozent der Energie des Brennstoffs in Strom um. Brennstoffzellen können zudem eine Vielzahl von Geräten antreiben, darunter Autos, Busse, Züge und Boote.

Brennstoffzellen sind umweltfreundlich

Brennstoffzellen stoßen wenig bis gar kein Kohlendioxid aus, ein Treibhausgas, das zum Klimawandel beiträgt. Brennstoffzellen können sogar dazu beitragen, die Treibhausgasemissionen zu reduzieren, indem sie die Stromerzeugung aus fossilen Brennstoffen ersetzen. Außerdem können Brennstoffzellen die Luftqualität verbessern, indem sie schädliche Schadstoffe wie Stickoxide und Feinstaub reduzieren.

Was sind die Nachteile von Brennstoffzellen?

Brennstoffzellen können in der Herstellung teuer sein

Brennstoffzellen sind eine relativ neue Technologie und können daher teuer in der Herstellung sein. Sie benötigen spezielle Materialien und Geräte, die nicht überall erhältlich sind. Mit der Verbesserung der Brennstoffzellentechnologie werden die Kosten für Brennstoffzellen voraussichtlich sinken.

Brennstoffzellen erfordern eine konstante Versorgung mit Brennstoff

Brennstoffzellen benötigen einen konstanten Nachschub an Brennstoff, z. B. Wasserstoff, um funktionieren. Wenn die Brennstoffversorgung unterbrochen wird, schaltet sich die Brennstoffzelle ab.

Brennstoffzellen erzeugen Wärme und Wasser als Nebenprodukte

Brennstoffzellen erzeugen Wärme und Wasser als Nebenprodukte, die richtig gehandhabt werden müssen, um Schäden an der Brennstoffzelle zu vermeiden. Die von Brennstoffzellen erzeugte Wärme kann für die Stromversorgung und zum Heizen von Haushalten und Unternehmen genutzt werden. Wenn sie jedoch nicht richtig gehandhabt wird kann die Hitze die Brennstoffzellen beschädigen. Das von Brennstoffzellen erzeugte Wasser kann zur Bewässerung oder für andere Zwecke verwendet werden. Wenn es jedoch nicht richtig gehandhabt wird, kann das Wasser die Brennstoffzellen beschädigen.

Häufig gestellte Fragen

Wie viel kostet eine Brennstoffzelle?

Brennstoffzellen sind noch eine relativ neue Technologie und können in der Herstellung teuer sein. Die durchschnittlichen Kosten für eine Brennstoffzelle liegen in Deutschland je nach Einsatz bei etwa 7.000 €.

Was sind Vorteile einer Brennstoffzelle?

Brennstoffzellen sind eine saubere und effiziente Methode zur Stromerzeugung. Sie erzeugen wenig bis gar keine Schadstoffe und können mit einem höheren Wirkungsgrad als Verbrennungsmotoren arbeiten. Brennstoffzellen haben außerdem den Vorteil, dass sie modular aufgebaut sind, d.h. sie können für eine Vielzahl von Anwendungen skaliert werden.