2. Einsatz und Zweck der Brennstoffzelle



Die Brennstoffzelle ist 1839 von William Grove mehr durch einen Zufall entdeckt worden. Während des Kalten Krieges wurde das Wissen über die Brennstoffzelle geheim gehalten. Erst danach war das Wissen dann für alle zugängig. Später nutzte man die Brennstoffzelle in der Raumfahrt. Dadurch, dass sich im Automobilbereich viele Hersteller auf die Verwendung der Brennstoffzelle als Energiequelle spezialisiert haben, ist deren Erforschungsgrad in den letzten Jahren stark angestiegen. Die Brennstoffzelle kann als vollständiger Energielieferant in Haushalten benutzt werden. Im Projekt Wasserstoff-Haus wird die Reaktion von Wasserstoff mit Sauerstoff bzw. Luft in der Brennstoffzelle genutzt um das Haus mit Strom, Licht und Wärme zu versorgen. Das Wasser als Reaktionsprodukt deckt den Trinkwasserbedarf der Bewohner ab. Die Häuser können untereinander vernetzt werden, dadurch kommt es zu einem noch höheren Wirkungsgrad. Die Autoindustrie erwartet durch die Brennstoffzelle eine Umwälzung, das heißt, Elektrofahrzeuge sollen mit der Brennstoffzelle fahren und Motoren in Betrieb gesetzt werden. Erste Brennstoffzellenbusse wurden ebenfalls schon entwickelt. Bei diesen Bussen oder anderen Nutzfahrzeugen wird der Wasserstoff komprimiert oder tiefgekühlt verflüssigt mitgeführt. Die Fahrzeugindustrie plant sogar schon 2004/2005 mit der Produktion von Brennstoffzellen-Autos zu beginnen. Mit der Massenproduktion sei aber erst nach 2007 zu rechnen. Ein Vorteil der Brennstoffzelle ist, dass die Zunahme des Kohlenstoffdioxides durch die Verbrennung fossiler Brennstoffe im Verbrennungsmotor gestoppt wird, da bei dem Einsatz kein CO2 entsteht. Der Treibhauseffekt nimmt somit erheblich ab. Aufgrund dessen kann der vorhergesagte Anstieg der mittleren Temperaturen an der Erdoberfläche und der Anstieg des Meeresspiegels teilweise verlangsamt oder gar verhindert werden. Die erzeugte Elektrizität kann außerdem in Handys, Funkgeräte und Laptops genutzt werden. Die Akkus der Kleingeräte können durch eine neu entwickelte Miniatur-Brennstoffzelle ersetzt werden. Dadurch sollen 20-stündige Telefonate ohne wieder aufladen ermöglicht werden. Gleichzeitig würde eine solche Brennstoffzelle deutlich weniger wiegen und kosten. Mit den Ausmaßen von etwa 2,5cm x 2,5cm x 0,2cm ist sie weitaus kleiner als eine herkömmliche Brennstoffzelle. Der benötigte Wasserstoff könnte in kleinen Patronen für wenig Geld gekauft werden.

Die Brennstoffzellen-Heizwerke erreichen bei der Nutzung von Wärme und Strom Wirkungsgrade von bis zu 70%. Dies ist genauso viel, wie bei einer normalen Feuerungsanlage mit Wärme-Kraft-Kopplung, wobei das Brennstoffzellenheizwerk den Vorteil besitzt, dass keine Schadstoffe freigesetzt werden. Einige weitere große Projekte im Zusammenhang mit der Brennstoffzelle sind die Solaranlagen in der Sahara und der Einsatz in der Raumfahrt. In der Raumfahrt wird der Wasserstoff erstens als Brennstoff für den Antrieb verwendet und zweitens werden Energie und Wasser als Abfallprodukt hergestellt und genutzt. Die Brennstoffzelle kann jedoch erst großflächig eingesetzt werden, wenn der Wasserstoff umweltfreundlicher erzeugt werden könnte und in großen Mengen zur Verfügung stünde.