Mit Brennstoffzellen kann die chemische Energie gasförmiger und flüssiger Brennstoffe auf direktem Wege in elektrische Energie umgewandelt werden. Vorteile gegenüber thermischen Systemen (elektrischer Wirkungsgrad 20 % bis 50 %) sind dabei der höhere elektrische Wirkungsgrad von 40 % bis 65 %, geringste Schadstoffemissionen, sehr leiser Betrieb und modularer Aufbau vom Wattbereich bis zum Megawattbereich. Die Brennstoffzellenentwicklung wird sowohl von der Bundesregierung Deutschland als auch von der Europäischen Kommission gefördert. Einsatzgebiete für Brennstoffzellen eröffnen sich bei Blockheizkraftwerken zwischen 100 KW bis 10 MW, bei der dezentralen Stromerzeugung in Kleinkraftwerken von 500 kW bis 50 MW und bei Elektroantrieben für Fahrzeuge. Die wichtigsten Brennstoffzellentypen sind die AFC (alkaline fuel cell, alkalische Brennstoffzelle), die PEM (polymer electrolyte membrane fuel cell, Polymermembran-Brennstoffzelle), die DMFC (direct methanol fuel cell, Direkt-Methanol-Brennstoffzelle), die PAFC (phosphoric acid fuel cell, Phosphorsäure-Brennstoffzelle), die MCFC (molten carbonate fuel cell, Karbonatschmelzen-Brennstoffzelle) und die SOFC (solid oxide fuel cell, oxidkeramische Brennstoffzelle). Betriebserfahrungen mit PAFC in Blockheizkraftwerken aus Japan und auch aus Deutschland zeigten, daß die Lebensdauer und Zuverlässigkeit der Anlagen zu verbessern sind und die Investitionskosten pro kW noch zu hoch liegen. MCFC und SOFC bieten als Hochtemperatur-Brennstoffzellen die Möglichkeit der internen Reformierung von herkömmlichen Brenngasen zu Wasserstoff und Methan (Direkt-Brennstoffzelle), besitzen einen hohen Systemwirkungsgrad und liefern neben Elektroenergie auch Hochtemperatur-Nutzwärme. PEM wurden bisher vorwiegend für die Anwendung in Fahrzeugen entwickelt, nun rückt die Anwendung zur dezentralen Stromerzeugung in den Blick. Die DMFC bietet sich für Anwendungen an, bei denen ein Flüssigtreibstoff Voraussetzung ist oder große Vorteile bringt. Bei der ausgereiften AFC-Technologie liegt der Schwerpunkt der Entwicklungsarbeiten auf einer deutlichen Kostensenkung.
Brennstoffzellen. Entwicklung, Technologie, Anwendung
Fuel cells. Development, technology, application
1998
182 Seiten, Bilder, Tabellen, Quellen
Book
German
Brennstoffzellen : Entwicklung, Technologie, Anwendung
TIBKAT | 1995
|Schwebendes Verfahren - Brennstoffzellen Technologie
Automotive engineering | 2016
|Entwicklung und Anwendung von oxidkeramischen Hochtemperatur-Brennstoffzellen, SOFC : Schlußbericht
TIBKAT | 1996
|Brennstoffzellen in maritimer Anwendung
Springer Verlag | 2005
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