Antwort Wie funktioniert die Brennstoffzelle? Weitere Antworten – Wie funktioniert eine Brennstoffzelle genau

Funktionsweise der Wasserstoff Brennstoffzelle: Die Wasserstoffmoleküle werden an der Anode oxidiert, dabei Protonen und Elektronen erzeugt. Die Protonen wandern durch einen Elektrolyten zur Kathode, während die Elektronen einen äußeren Stromkreis durchlaufen und somit nutzbare Energie erzeugen.Bei all den vielen Vorteilen von Wasserstoff-Brennstoffzellen gibt es auch einige Nachteile und Herausforderungen, die es zu bewältigen gilt:

• Wasserstoff-Extraktion.
• Investitionen sind erforderlich.
• Kosten der Rohmaterialien.
• Fehlende Verlässlichkeit.
• Gesamtkosten.
• Wasserstoffspeicherung.
• Infrastruktur.
• Leicht entflammbar.

▸ Ein Wasserstoffauto tankt Wasserstoff, speichert ihn im Wasserstofftank und verbrennt ihn oder wandelt ihn mithilfe der Wasserstoff-Sauerstoff-Brennstoffzelle in Strom um, speichert diesen im Akku und treibt damit letztlich einen E-Motor an.

Wie macht eine Brennstoffzelle Strom : Die Brennstoffzelle erzeugt Strom, indem sie chemische Energie direkt in elektrische Energie umwandelt. Vom Aufbau her ähnelt sie mit ihren zwei Elektroden einer herkömmlichen Batterie.

Ist Wasserstoff und Brennstoffzelle das gleiche

Im Vergleich zum Wasserstoff-Verbrenner arbeiten die Brennstoffzellen mit einem wesentlich höheren Wirkungsgrad – sie können die im H2 gespeicherte Energie also besser nutzen. Je nach Technik liegt der Fuel-Cell-Wirkungsgrad bei etwa 60 Prozent, der von Wasserstoff-Verbrennern bei rund 40 Prozent.

Welcher Brennstoff für Brennstoffzelle : Aufbau. Eine Brennstoffzelle besteht aus Elektroden, die durch eine Membran oder Elektrolyt (Ionenleiter) voneinander getrennt sind. Die Anode ist mit dem Brennstoff umspült (also Wasserstoff, Methan, Methanol oder Glukoselösung), der dort oxidiert wird.

Fazit: Die Haupthindernisse für die massenhafte Verbreitung von Brennstoffzellenauto sind ihre teure Produktion und die fehlende Infrastruktur. Beides ist ließe sich ausgerechnet durch Massenproduktion vergünstigen.

In den meisten Ländern, auch Deutschland, wird Wasserstoff derzeit aus Erdgas (CH4) gespalten, dabei wird sehr viel CO2 frei. So ist die CO2-Bilanz eines Brennstoffzellen-Autos heute nicht nur schlechter als die eines E-Autos, sondern sogar schlechter als die von Dieseln. Das muss und wird nicht so bleiben.

Wie lange hält eine Brennstoffzelle im Auto

Neben den Kosten stellt die derzeitige Lebensdauer der Brennstoffzellen-Systeme eine wesentliche Barriere für eine Marktdurchdringung dar, da in diesen Anwendungen eine Lebensdauer von mindestens 20.000 Betriebsstunden erreicht werden muss.In Deutschland und Österreich kann heute bereits gasförmiger Wasserstoff mit 350 oder 700 Bar getankt werden. Dabei wird der Wasserstoff entweder gasförmig gelagert und gekühlt vertankt oder in flüssiger Form vorgehalten und dann vor dem Eintritt in den Fahrzeugspeicher erwärmt.Langfristig gesehen ist eine Photovoltaik-Anlage mit Speicher in den meisten Fällen die günstigste Art, Strom selbst zu erzeugen. Die Anlagen sind mittlerweile relativ günstig und amortisieren sich dadurch schneller.

Für den Antrieb in wasserstoffbetriebenen Fahrzeugen sorgt eine Brennstoffzelle. Ihr „Treibstoff“ ist gasförmiger Wasserstoff. In einem chemischen Prozess reagiert er mit Sauerstoff. Dabei wird die im Wasserstoff gespeicherte Energie als Strom freigegeben, der dann einen Elektromotor antreibt.

Warum hat das wasserstoffauto keine Zukunft : Das zentrale Problem: Wasserstoff kommt ungebunden nicht in der Natur vor, er muss unter Energieaufwand per Elektrolyse aus Wassermolekülen extrahiert werden. Daher ist er teuer und problematisch in Herstellung wie im Transport; richtig umweltfreundlich ist er nur bei einer Produktion mit regenerativer Energie.

Warum hat das Wasserstoff keine Zukunft : Das zentrale Problem: Wasserstoff kommt ungebunden nicht in der Natur vor, er muss unter Energieaufwand per Elektrolyse aus Wassermolekülen extrahiert werden. Daher ist er teuer und problematisch in Herstellung wie im Transport; richtig umweltfreundlich ist er nur bei einer Produktion mit regenerativer Energie.

Was spricht gegen die Brennstoffzelle

Was gegen den Antrieb mit Wasserstoff spricht

Der Wirkungsgrad: Die Technologie der Brennstoffzelle ist verlustreich. Die größten Posten dabei sind die Wasserstoff-Gewinnung durch Elektrolyse aus Ökostrom, die 30 Prozent verbraucht, sowie die Kompression oder Verflüssigung, die weitere 20 bis 30 Prozent erfordern.

Wasserstoff-Tankstellen-Betreiber H2 Mobility rechnet vor: Bei einem durchschnittlichen Verbrauch von 0,8 kg/100 km liegen die Wasserstoff-Kosten im Jahr 2022 bei 10,28 Euro/100 km. Mit Benzin oder Diesel und einem Verbrauch von 6,6 Litern bei Spritkosten von 1,90 Euro sind 12,54 Euro zu berappen.Wer an der Tankstelle Wasserstoff bezieht, muss aktuell mit einem Preis von 9,50 Euro rechnen.

Wie lange hält sich Wasserstoff im Tank : Wasserstoff lässt sich beliebig lange in beliebig großen Tanks lagern, und die gravimetrische Speicherdichte ist sehr hoch: Der Brennwert von einem Kilogramm Wasserstoff liegt bei 33 Kilowattstunden, also bei mehr als dem Dreifachen des Energiegehalts von einem Liter Benzin oder Diesel.