Was ist eine Mikrobrennstoffzelle?
Das Konzept einer Brennstoffzelle ist nicht neu. Tatsächlich wurde das Konzept der Brennstoffzelle 1838 von einem deutschen Wissenschaftler namens Christian Friedrich Schönbien entwickelt. 1845 übernahm der walisische Wissenschaftler Sir William Robert Grove dieses Konzept und entwickelte die weltweit erste Brennstoffzelle. Seitdem hat die Technologie jedoch einen langen Weg zurückgelegt, und wir setzen die Brennstoffzelle heute in einer Vielzahl von Anwendungen ein.
Eine Mikrobrennstoffzelle ist eine transportable Energiequelle, die aus chemischer Energie elektrische Energie erzeugt. Im Allgemeinen arbeitet eine Brennstoffzelle nach dem gleichen Prinzip, ist jedoch größer als ihr Gegenstück im Mikrobereich und kann verschiedene Arten von Brennstoffquellen aufweisen. Eine Mikrobrennstoffzelle wird als Stromquelle für kleine elektronische Geräte verwendet und ist ein spezieller Brennstoffzellentyp, der Methanol als Brennstoffquelle verwendet.
Eine Mikrobrennstoffzelle besteht aus einer Membran, die auf beiden Seiten einen Katalysator aufweist. Ein Katalysator ist ein Mittel zur Erzeugung einer chemischen Reaktion, die im Fall einer Mikrobrennstoffzelle Wasser ist. Der Anodenkatalysator reagiert mit dem Methanolbrennstoff, während der Kathodenkatalysator mit Luft reagiert.
Auf der Anodenseite der Mikrobrennstoffzelle produzieren Wasser und Methanol Protonen, Elektronen und Kohlendioxid. Die Elektronen fließen durch Drähte in dem elektrischen System, das von der Mikrobrennstoffzelle gespeist wird, während die Protonen zur Kathodenkatalysatorseite der Brennstoffzellenmembran geleitet werden. Das einzige, was auf der Anodenseite übrig bleibt, ist das Kohlendioxid, das in die Luft ausgestoßen wird.
Auf der Schicht mit dem Kathodenkatalysator treffen sich die Elektronen und Protonen wieder und reagieren mit dem Sauerstoff und erzeugen Wasserdampf. Der Wasserdampf (und die Wärme) werden dann an die Luft abgegeben.
Brennstoffzellen sind aus einer Vielzahl von Gründen vorteilhaft. Der vielleicht größte Vorteil der Brennstoffzelle besteht darin, dass sie in der Regel mehr Leistung auf kleinerem Raum (dh mit hoher Energiedichte) unterbringen kann und daher eine längere Nutzungszeit bietet. Für elektronische Geräte, die viel Strom verbrauchen und nicht viel Platz für einen großen Akku haben, wie Laptops, Digitalkameras, Smartphones und PDAs (Personal Digital Assistants), kann die Mikrobrennstoffzelle nützlich sein.