Eine Brennstoffzelle ist ein Wandler, welcher die chemische Reaktionsenergie eines Brennstoffes und eines Oxidationsmittels, welche kontinuierlich zugeführt werden, in elektrische Energie umwandelt. Damit handelt es sich bei einer Brennstoffzelle nicht um einen Energiespeicher oder Energieerzeuger. Die wohl bekannteste Art der Brennstoffzelle stellt die Wasserstoff-Sauerstoff-Brennstoffzelle dar.
Brennstoffzelle der 2. Generation (Bild: BMW Presse)
Der Einsatz einer Brennstoffzelle als alternativer Antrieb für Kraftfahrzeuge ist denkbar, im Vergleich zum konventionellen Verbrennungsmotor wäre eine weitaus geringere Gesamtschadstoffemission festzustellen, primär in Bezug auf die CO2-Emission. Denkbar für den Einsatz als Fahrzeugantrieb ist die Polymer-Elektrolytmembran, diese Polymerfolie ist protonleitend und zeichnet sich durch eine sehr hohe Leistungsdichte bei Temperaturen unter 100 Grad Celsius aus.
Grundsätzlich kommen zahlreiche Stoffe als Energielieferanten einer Brennstoffzelle in Frage, insbesondere jedoch Wasserstoff, Methanol, Ethanol, Dimethylether, Diesel- und modifizierter Ottokraftstoff. Im Prinzip ist der Einsatz von Brennstoffzellen davon abhängig, inwiefern sich der Wirkungsgrad der selbigen im Vergleich zu konventionellen Verbrennungsmotoren verhält.
Zu den Nachteilen eines von Brennstoffzellen angetriebenen Fahrzeuges zählen derzeit die geringe spezifische Leistungsdichte einer Zelle, hohe Anschaffungskosten durch den Einsatz von Platin-Katalysatoren, eine kostenintensive Kraftstoffspeicherung und Kraftstoffbetankung sowie ein hoher Kaltstartverbrauch.
Die erste einfache Brennstoffzelle entwickelte Christian Friedrich Schönbein im Jahre 1838, dabei umspülte er zwei Platindrähte mit Wasser- bzw. Sauerstoff und stellte eine elektrische Spannung fest. Sir William Grove schrieb nur ein Jahr später eine Notiz über das “batterisierte Knallgas” und gilt somit neben Schönbein als Entdecker der Elektrolyse-Umkehr zur Stromerzeugung.
Wenig später, im Jahre 1870, schrieb Jules Verne über die Brennstoffzelle: “Das Wasser ist die Kohle der Zukunft. Die Energie von morgen ist Wasser, das durch elektrischen Strom zerlegt worden ist. Die so zerlegten Elemente des Wassers, Wasserstoff und Sauerstoff, werden auf unabsehbare Zeit hinaus die Energieversorgung der Erde sichern.”
Die Entwicklung der Brennstoffzelle als alternativer Antrieb für Kraftfahrzeuge scheitert derzeit an immensen Kosten, dennoch könnte die Brennstoffzelle konventionelle Verbrennungsmotoren eines Tages ablösen.
