Der Beitrag berichtet von der 99. Hauptversammlung der Deutschen Bunsen-Gesellschaft für Physikalische Chemie zur Thematik 'Elektrochemische Energiespeicher und -wandler' und ergänzt diesen Tagungsbericht mit einer aktuellen Übersicht zu diesem Themenkreis, insbesondere zum Stand der Forschung und Entwicklung sowie den potentiellen Anwendungsbereichen von Brennstoffzellen. Brennstoffzellen werden entweder nach ihren Elektrolyten, nach der Betriebstemperatur oder nach dem Brennstoff klassifiziert. Die meisten Brenstoffzellen verwenden nicht-flüssige Elektrolyte; der Elektrolyt ist entweder ein Festkörper oder ein in einer Festkörpermatrix fixierter flüssiger Elektrolyt. Einzelzellen werden zu Stapeln (engl. stacks) zusammengeschaltet, um eine höhere Spannung zu erhalten. Man unterscheidet 5 Typen von Brennstoffzellen (BZ): alkalische BZ (AFC), Protonenaustauschmembran-BZ (PEMFC), phosphorsaure BZ (PAFC), Carbonatschmelzen-BZ (MCFC) und oxidkeramische BZ (SOFC). Angaben zu Elektrolyt, Betriebstemperatur, Brennstoff/Oxidationsmittel, Anwendung und Leistuingsparametern werden tabellarisch vermittelt. Brennstoffzellen-Kraftwerke weisen Wirkungsgrade von 50 - 60 % auf und werden im Leistungsbereich 250 kW bis 10 MW, in der Regel gekoppelt mit einer Gas- und/oder Dampfturbine, betrieben. Beim Einsatz von Brennstoffzellen in Fahrzeugen für Leistungen von 40 bis 250 kW wird das Innovationspotential besonders deutlich. Für diese mobilen Anwendungen wird die PEMFC mit einer Arbeitstemperatur um 100 Grad C wegen der hohen volumetrischen und gravimetrischen Leistungsdichte favorisiert. Der Gesamtwirkungsgrad einer Brennstoffzelle ist um 10 % höher als der des Verbrennungsmotors. Probleme wasserstoffbetriebener Brennstoffzellenfahrzeuge sind die Wasserstoffspeicherung (hohes Gewicht, niedrige Reichweiten) sowie die nötige Wasserstoffinfrastruktur. Bei methanolbetriebenen Brennstoffzellenfahrzeugen treten höhere Kosten, Wirkungsgradeinbußen von 10 bis 15 % sowie im Reformer entstehende und als Katalysatorgift wirkende Verunreinigungen des Synthesegases mit 1 bis 2 % CO ein. Eine Reihe von Verfahren zur Gasreinigung und zur Verbesserung der der CO-Verträglichkeit wird gegenwärtig untersucht. Brennstoffzellensysteme auf Basis PEMFC oder SOFC werden als Kleinstkraftwerke für Ein- oder Mehrfamilienwohnhäuser getestet oder auch bereits vermarktet. Ferner können Miniaturbrennstoffzellen tragbare Geräte, wie Notebooks, Camcorder und Handys mit Strom versorgen und dadurch Batterien ersetzen. Brennstoffzellen sind leicht, haben eine hohe spezifische Leistungsdichte und erlauben einen kontinuierlichen Langzeitbetrieb. Sogenannte 'luftatmende' Brennstoffzellen sollen noch bestehende Mängel eliminieren.


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    Titel :

    Die Brennstoffzelle: eine Zukunftstechnologie


    Weitere Titelangaben:

    Fuel cells - a technology for the future


    Beteiligte:

    Erschienen in:

    Nachrichten aus der Chemie ; 48 , 10 ; 1210-1217


    Erscheinungsdatum :

    2000


    Format / Umfang :

    6 Seiten, 9 Bilder, 1 Tabelle, 24 Quellen



    Medientyp :

    Aufsatz (Zeitschrift)


    Format :

    Print


    Sprache :

    Deutsch




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