Die Brennstoffzelle als künftiger Energielieferant
Eine Brennstoffzelle wandelt chemisch gebundene Energie in elektrische Energie um und erzeugt auf diese Weise Strom. Während dieser Stromerzeugung wird gleichzeitig auch Wärme produziert, weswegen sich für die Brennstoffzelle vielfältige Einsatzgebiete ergeben. So kann sie zur Strom- und Wärmeerzeugung im Haushalt, aber auch für das Antreiben von Kraftfahrzeugen sowie in der Raumfahrt eingesetzt werden.
Wie funktioniert die Brennstoffzelle?
Es gibt verschiedene Arten von Brennstoffzellen und damit auch leicht abweichende Funktionsweisen. Das Grundprinzip aller Brennstoffzellen ist jedoch gleich. In jedem Fall reagieren Wasserstoff und Sauerstoff in einer chemischen Reaktion zu Wasser. Beide Elemente werden durch eine protonenundurchlässige Membran voneinander getrennt. Durch ein weiteres chemisches Element wird der Wasserstoff gespalten, sodass man ein Elektron und ein Proton erhält. Die Protonen wandern nun auf die andere Seite zum Sauerstoff. Auf diese Weise entsteht ein elektrischer Ladungsunterschied, welchen man als Strom von der Brennstoffzelle ableiten kann, wenn man die beiden Elektroden miteinander verbindet. Dabei werden Energie und Wärme frei.
Anwendung findet diese Prinzip beispielsweise im Straßenverkehr, wo Autos und Busse mit Wasserstoff angetrieben werden. Man könnte Brennstoffzellen aber auch zur Wäremversorgung eines kompletten Hauses nutzen. Ein solches Heizgerät arbeitet ähnlich wie ein Blockheizkraftwerk nach dem Prinzip der Kraft-Wärme-Kopplung und liefert Strom und Wärme aus einem Gerät.
Wie effektiv ist eine Brennstoffzelle?
Eine Brennstoffzelle ist deutlich effektiver als herkömmliche Varianten, Energie zu gewinnen. Durch eine Brennstoffzelle werden über 60 Prozent der im Wasserstoff verfügbaren Energie umgesetzt. Nutzt man dazu noch die entstehende Wärme, kommt man auf einen Wirkungsgrad von bis zu 85 Prozent. Verglichen mit einem Kohlekraftwerk, das beispielsweise einen Energieumsatz von etwa 40 Prozent hat, ist dies überdurchschnittlich hoch. Pro Brennstoffzelle wird etwa ein Volt erzielt. Die Ausbeute kann gesteigert werden, indem man mehrere Zellen zu Stapeln zusammenfasst, um auf diesem Weg mehrere hundert Volt zu erhalten.
Wo kommt der Wasserstoff her?
Der Wasserstoff, welcher für die Brennstoffzellen genutzt wird, muss zuvor erzeugt werden. Aktuell ist dies noch aufwändig, weswegen die Brennstoffzelle noch nicht sonderlich Fuß auf dem Markt fassen konnte. Angestrebt ist eine Produktion von Wasserstoff mithilfe von Solarenergie. Die Sonnenenergie spaltet Wasser in seine Bestandteile auf und der freigesetzte Wasserstoff wird in Tanks abgeleitet. Auf diese Weise könnte man die Energie der Sonne speichern und immer dann abrufbar machen, wenn es gerade zu einem Energieengpass kommt.
Raus aus der Nische!
Die Europäische Union möchte die Brennstoffzelle nicht weiterhin in einer Marktnische sehen. Aus diesem Grund wurde ein weitläufiges Förderprogramm zur Forschung angelegt. Ziel ist das Entwickeln von Brennstoffzellen, die breit gefächert eingesetzt werden können.
Pelletheizung
Holzpellets sind eine günstige und zugleich umweltschonende Alternative. Wer auf erneuerbare Energien umsteigt, bekommt zudem Zuschüssen vom Staat. Weitere Infos rund um die Pelletheizung, finden Sie hier.
Solarenergie
Strom und Wärme selbst erzeugen? Das geht mit einer Photovoltaik-Anlage auf dem Hausdach. Ob sich die Investition lohnt, hängt von vielen Faktoren ab. Unser Rechner hilft bei der Einschätzung.
Wärmepumpe
Auch die Wärmepumpe ist eine alternative Art zu heizen. Sie gewinnt Wärme aus dem Erdreich, der Umgebungsluft oder dem Grundwasser. Zum Betrieb ist aber auch Strom nötig.
Forscher verwandeln Sonnenlicht direkt in speicherbare Energie
US-Forscher haben ein Gerät entwickelt, mit dem sich Sonnenlicht direkt in speicherbare Energie verwandelt lässt. Wie aus den am Freitag vom US-Fachmagazin "Science" veröffentlichten Arbeiten des Forschungsteams hervorgeht, handelt es sich bei dem Gerät um ein "künstliches Blatt" aus einer Silikon-Solarzelle.
Daimler und Toyota planen Kooperation bei Brennstoffzellen
Der deutsche Autobauer Daimler will einem Bericht zufolge mit seinem japanischen Wettbewerber Toyota bei der Entwicklung alternativer Antriebe zusammenarbeiten. Geplant sei eine weitreichende Kooperation bei Brennstoffzellen. Die Entwicklungskosten für den Alternativantrieb könnten geteilt werden.
Weltweit erstes Hybridkraftwerk wird in Prenzlau gebaut
Ende April findet in Prenzlau die Grundsteinlegung für das weltweit erste industrielle Hybridkraftwerk statt. Der Baubeginn des Wasserstoff-Wind-Biogas-Hybridkraftwerkes sei eines der fortschrittlichsten Energieprojekte der Welt, teilte ein Sprecher des uckermärkischen Windkraft- und Energieunternehmens Enertrag am Dienstag mit.
Die neu entflammte Debatte über den Atomausstieg sorgt auch in Nordrhein-Westfalen (NRW) für Zündstoff. SPD und Grünen kritisierten am Donnerstag in Düsseldorf den Vorstoß von Wirtschaftsministerin Christa Thoben (CDU) zur Nutzung der Hochtemperaturtechnologie.
Thoben für neuen Hochtemperaturreaktor
In die Diskussion um die Verlängerung der Laufzeiten von Atomkraftwerken bringt die nordrhein-westfälische Wirtschaftsministerin Christa Thoben (CDU) in einem Gespräch mit der in Düsseldorf erscheinenden "Rheinischen Post" (Freitagausgabe) den Vorschlag für einen neuen Hochtemperaturreaktor ein.
