Was ist Brennstoffzellentechnologie?
Brennstoffzellentechnologie ist die Verwendung von Brennstoffzellen zur Stromerzeugung für Motoren. Brennstoffzellen gibt es in einer Vielzahl von Typen, und jeder Typ kann verwendet werden, um verschiedene Arten von Objekten anzutreiben, wie z. B. Transportfahrzeuge oder große Generatoren. Die Brennstoffzellentechnologie hat als alternative Quelle eine Vorreiterrolle in der Energietechnologie eingenommen.
Eine Brennstoffzelle erzeugt Strom durch Umwandlung von Sauerstoff und Wasserstoff in Wasser. Durch die Übertragung der im Wasserstoff enthaltenen Elektronen in die Zelle wird Gleichstrom erzeugt und zu einem Motor geleitet. Einer der Hauptvorteile der Verwendung von Brennstoffzellen zur Stromerzeugung besteht darin, dass die Nebenprodukte des Prozesses nur Wasser und Wärme sind, während die Verwendung fossiler Brennstoffe zur Energieerzeugung Umweltverschmutzung und Abfall verursacht. Außerdem muss eine Brennstoffzelle nicht aufgeladen werden, solange sie Wasserstoff und Sauerstoff enthält, um in Energie umgewandelt zu werden, aber sie kann keine Energie wie eine Batterie speichern.
Es gibt fünf Haupttypen von Brennstoffzellen: Phosphorsäure, geschmolzenes Carbonat, festes Oxid, Alkali und Protonenaustauschmembran. Jeder Typ wurde verwendet, um eine Vielzahl von Objekten mit Strom zu versorgen, und jeder hat seine eigenen Vorteile und Nachteile für die Verwendung bei der Energieerzeugung. Es wird noch geforscht, wie die erzeugte Energie am besten genutzt werden kann und wie die Zellen kostengünstig genutzt werden können.
In den 1960er Jahren verwendeten die von der US-amerikanischen Luft- und Raumfahrtbehörde (NASA) entwickelten Apollo-Raumfahrzeuge Alkali-Brennstoffzellen, um die Raumbesatzung mit Energie, Wärme und Wasser zu versorgen. Eine Alkali-Brennstoffzelle ist die kostengünstigste Brennstoffzellentechnologie und hat einen Wirkungsgrad von rund 70 Prozent. Geschmolzene Karbonatbrennstoffzellen sind Hochtemperaturzellen, und es wird eine neue Technologie für ihre Anwendung in Kraftwerken oder zur Stromversorgung von Städten oder großen Fabriken entwickelt. Da diese Zellen eine Temperatur von bis zu 650 ° C erreichen können, kann die Abwärme für den Energieverbrauch recycelt werden.
Phosphorsäure wird in der Brennstoffzellentechnologie eingesetzt, um kleine Generatoren in Gewerbegebäuden anzutreiben. Es ist auch beim Antreiben größerer Fahrzeuge, wie beispielsweise Busse, wirksam gewesen. Phosphorsäure-Brennstoffzellen waren die ersten, die im großtechnischen Maßstab zum Einsatz kamen.
Protonenaustauschmembran-Brennstoffzellen haben sich als nützlich für die Energieerzeugung in Autos oder Privathaushalten erwiesen. Die geringere Wärmemenge, die für diese Brennstoffzellen erforderlich ist, ermöglicht eine schnellere Verwendung und ist sicherer für die Verwendung in der Nähe anderer mechanischer Teile. Die Speicherung von genügend Wasserstoff in einem Personenkraftwagen für Langstreckenreisen war jedoch ein Hindernis für die Verwendung von Protonenaustauschmembranzellen für die Brennstoffzellentechnologie.
Festoxidbrennstoffzellen sind ein weiterer Zelltyp, der bei hohen Temperaturen arbeitet und in großen Generatoren verwendet wird. Diese Arten von Zellen sind in der Lage, eine große Menge an Energie zu erzeugen und sind hocheffizient. Der Nachteil besteht jedoch darin, dass ein Unternehmen aufgrund der hohen Wärmemenge, die zur Erzeugung des Stroms erforderlich ist, viele Sicherheits- und Betriebsschilde anbringen muss, was zu zusätzlichen Kosten führen kann.
Die Brennstoffzellentechnologie ist immer noch zu teuer, um als Alternative oder Ersatz für Batterien in kleinen Elektronikgeräten oder Geräten zu fungieren. Die Technologie schreitet jedoch weiter voran, insbesondere als Energieversorgung für Fahrzeuge. Der Druck von Regierungen und Umweltbehörden hat den Anreiz erhöht, die Abhängigkeit von fossilen Brennstoffen und Gas für die Energieversorgung eines Landes zu verringern, und viele wenden sich für Lösungen der Brennstoffzellentechnologie zu.