Die Entwicklung der verschiedenen Brennstoffzelltypen, Einsatzbereiche von Brennstoffzellen, der Wirkungsgrad von Brennstoffzellen, die Brenngasaufbereitung, Charakteristika von Brennstoffzellen, die Vorteile dezentraler Energieerzeugung, Beispiele von Brennstoffzellenanlagen, die Kostensituation bei der Herstellung von Brennstoffzellen und die Brennstoffzellenforschung im Forschungszentrum Jülich werden beschrieben. Die Beschreibung des Wirkungsprinzips der Brennstoffzelle, elektrochemische Reaktion von Wasserstoff mit Sauerstoff zu Wasser unter Abgabe elektrischer Energie bereits 1839 durch Sir William Grove, die Verwendung von yttriumdotiertem Zirkoniumdioxid als Elektrolyt 1897 in der 'Nernst'-Lampe sowie die Entwicklung und Herstellung der Hochtemperaturbrennstoffzelle SOFC (Solid Oxide Fuel Cell) , der AFC (Alkaline Fuel Cell), PEFC (Polymer Electrolyte Fuel Cell), der phosphorsauren Brennstoffzelle PAFC (Phosphore Acid Fuel Cell), Schmelzkarbonatbrennstoffzelle MCFC (Molten Carbonate Fuel Cell) und der DMFC (Direct Methanol Fuel Cell) werden erläutert. Die Einsatzbereiche von Brennstoffzellen, der PAFC, MCFC und SOFC für die stationäre Energieversorgung, der PEFC vorwiegend für mobile Anwendungen und der DMFC für den PKW-Antrieb, die Preisziele für die Brennstoffzellenherstellung für PKW-Anwendungen bei Siemens und bei Daimler-Benz, die geforderte hohe Leistungsdichte im mobilen Bereich sowie die höheren zulässigen Investitionskosten für Brennstoffzellen für Kraftwerksanlagen werden angeführt. Der Wirkungsgrad von Brennstoffzellen und deren besseres Teillastverhalten gegenüber Verbrennungskraftmaschinen oder Turbinen werden erläutert. Die Brenngasaufbereitung aufgrund der nicht direkten elektrochemischen Umsetzung von Kohlenwasserstoffen in Brennstoffzellen und die bei den PEFC- und PAFC-Zelltypen stattfindenden Reformierungsprozesse sowie die Charakteristika von Brennstoffzellen werden erläutert. Die Vorteile dezentraler Energieerzeugung, die besonders erfolgversprechenden standardisierten Brennstoffzellenmodule im Leistungsbreich 100 kW bis 1000 kW für Anlagen mit kurzer Planungs- und Bauzeit, der mit dem von Großkraftwerken vergleichbare Wirkungsgrad von Brennstoffzellenanlagen und der Vorteil der Kraftwärmekopplung für den Gesamtwirkungsgrad einer Anlage werden erörtert. Als Anlagenbeispiele werden die 200.kW-PAFC-Brennstoffzelle der Firma ONSI, die SOFC-Röhrentechnik von Siemens-Westinghouse mit realisierten 10-kW, 20-kW und 100-kW-Anlagen sowie einer geplanten 700-kW-SOFC-Anlage, die 250-kW-PEFC-Anlage von Alstom BGS sowie die Weiterentwicklung der Brennstoffzellentechnik in Japan angeführt. Die Kostensituation bei den Brennstoffzellen mit den noch sehr hohen Herstellungskosten und geplanten Kostenzielen bei Massenproduktion sowie die Brennstoffzellenforschung am Forschungszentrum Jülich werden erläutert.
Brennstoffzellen - Der technische Durchbruch eines lang bekannten Wirkungsprinzips
VIK-Mitteilungen ; 49 , 5 ; 98-105
1999
8 Seiten, 7 Bilder, 2 Tabellen, Quellen
Article (Journal)
German
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