Was ist ein Brennstoffzellengenerator?
Ein Brennstoffzellengenerator ist ein Gerät, das Elektrizität durch elektrochemische Reaktionen anstelle der Verbrennung von Brennstoff erzeugt. Obwohl sie häufig mit Technologien für reinen Wasserstoff in Verbindung gebracht werden, können Brennstoffzellengeneratoren eine Vielzahl von Brennstoffquellen nutzen, einschließlich traditioneller fossiler Brennstoffe wie Erdgas. Ein Brennstoffzellengenerator verwendet mehrere Brennstoffzellen, die zusammen mit tragenden Komponenten zu einem „Stapel“ zusammengefasst sind, um Elektrizität mit der gewünschten Spannung und dem gewünschten Strom zu erzeugen. Generatoren mit Brennstoffzellentechnologie wurden in verschiedenen Größen hergestellt, angefangen von kleinen tragbaren Einheiten bis hin zu Generatoren in Sattelzuggröße, mit denen Kleinstädte mit Strom versorgt werden können.
Das Herzstück eines jeden Brennstoffzellengenerators sind Brennstoffzellen, die elektrochemische Reaktionen anstelle der Verbrennung von Brennstoff zur Stromerzeugung nutzen. Dies macht die Brennstoffzellentechnologie viel sauberer als herkömmliche Generatoren, die beim Zünden und Verbrennen von Brennstoff Nebenprodukte wie Asche, Kohlendioxid und smogbildende Schadstoffe produzieren. Es gibt viele Arten von Brennstoffzellen und eine Vielzahl von Materialien können für ihren Aufbau verwendet werden, aber das Grundprinzip bleibt dasselbe: Eine Brennstoffquelle löst mehrere chemische Reaktionen mit Komponenten der Brennstoffzelle aus, um Elektronen zu erzeugen. Obwohl sie oft als Synonym für Wasserstoffkraft gelten, können Brennstoffzellen traditionelle fossile Brennstoffe wie Erdgas verwenden. Ein alternativer Brennstoff wie Biogas oder Methan kann ebenfalls in vielen Ausführungen verwendet werden.
Eine einzelne Brennstoffzelle allein kann nicht genug Strom erzeugen, um in den meisten Anwendungen nützlich zu sein. Daher werden sie häufig zu einem sogenannten Brennstoffzellenstapel zusammengefasst. Die Anzahl der einzelnen Zellen in einem Stapel hängt von der beabsichtigten Verwendung des Systems ab, und ein großer Brennstoffzellengenerator kann mehrere Stapel enthalten. Neben dem Stapel oder den Stapeln enthält der Generator weitere Komponenten wie Isolierungen, Speichertanks für Kraftstoff und Geräte, mit denen Wasserstoff aus verschiedenen Kraftstoffquellen gewonnen wird. Wenn der Generator zur Ergänzung oder zum Ersatz des Stromnetzes verwendet wird, muss ein Wechselrichter verwendet werden, um den von den Brennstoffzellen erzeugten Gleichstrom (DC) in Wechselstrom (AC) umzuwandeln, der im Stromnetz und in Haushaltsgeräten verwendet wird.
Da die Anzahl von Brennstoffzellen in einem Stapel variieren kann, kann ein Brennstoffzellengenerator in einem weiten Bereich von Größen vorliegen. Einige sehr kleine Produkte sind zum Laden von Geräten der Unterhaltungselektronik wie Mobiltelefonen und Notebooks bestimmt. Brennstoffzellengeneratoren für Privathaushalte, die in der Regel zwischen 1 und 5 Kilowatt erzeugen, werden häufig in so genannten Kraft-Wärme-Kopplungssystemen (KWK) eingesetzt, um ein Haus sowohl mit Strom als auch mit Wärme zu versorgen. Größere Einheiten in Sattelzuggröße können von Versorgungsunternehmen verwendet werden, um in Zeiten hoher Nachfrage zusätzlichen Strom ins Stromnetz einzuspeisen. Mobile Einheiten wurden hergestellt, um Autos, Busse, U-Boote und sogar Raumfahrzeuge anzutreiben.