Brennstoffzelle

Der Strom, der aus der Zelle kommt

Brennstoffzellen heizen Häuser, treiben Autos an und versorgen Laptops mit Strom. Sie nutzen die Energiequellen Wasserstoff oder Erdgas sehr effizient und belasten die Umwelt kaum. Diese Technologie hat Zukunft, doch bis zur Marktreife braucht die Brennstoffzelle noch Zeit.

Die globale Klimaentwicklung und die belastete Luft in den Innenstädten machen deutlich: Wir müssen unsere Energiequellen besser nutzen und neue, regenerative Quellen erschließen. Einen Weg bietet die Brennstoffzelle, eine schon seit mehr als 160 Jahren bekannte Technik

Seit dem 20. Jahrhundert werden Brennstoffzellen in der Raumfahrt eingesetzt und versorgten schon die Gemini- und Apollo-Raumfähren mit elektrischem Strom. Auch wurden technische Verfahren entwickelt, Wasserstoff effizienter per Elektrolyse oder aus Erdgas zu erzeugen. Mit modernen Windkraft- und Solaranlagen besteht überdies die Möglichkeit, Wasserstoff umweltschonend und ohne Einsatz fossiler Energieressourcen zu gewinnen.

Heute lassen sich Brennstoffzellen in vielen Baugrößen realisieren. Es gibt sie in "Handys" oder in der Größe von Kraftwerken.

Ein großes Potenzial werden die kleinen Hausbrennstoffzellen haben, die statt der Heizungsanlage in den Kellern unserer Wohnhäuser installiert werden. Sie erzeugen dann Wärme und zusätzlich Strom. So könnten in der Zukunft große Kraftwerke durch Millionen solche Anlagen ersetzt werden. Gleichzeitig würden dann die Emissionen reduziert, da diese Brennstoffzellen für Wärme und Strom genutzt würden.

Weltweit wird geforscht, damit die Brennstoffzellentechnologie in den nächsten Jahren verfügbar sein wird.

Die Geschichte der Brennstoffzelle

Im Jahre 1839 entdeckte der Engländer William R. Grove das Prinzip der Brennstoffzelle. Er experimentierte zu dieser Zeit mit der Elektrolyse von Wasser zu Wasserstoff und Sauerstoff und stellte fest, dass sich dieser Prozess auch umkehren ließ. Doch seine Idee war ihrer Zeit voraus. Sie verstaubte in den Lehrbüchern für Elektrochemie. Erst in den vergangenen Jahrzehnten erlebte die Brennstoffzelle als "neue" Technik eine Renaissance.

Da aber die messbare Spannung und der Stromfluss der Brennstoffzelle zu gering waren, konnte sich die Brennstoffzelle nicht gegen Erfindungen wie den Elektrodynamo oder den Verbrennungsmotor durchsetzen.

An der Brennstoffzelle wurde in verschiedenen Varianten weiter geforscht. Doch die Zeit war noch nicht reif für die Technik. Zum einen war die Elektrochemie sehr kompliziert, zum anderen entwickelte Werner von Siemens um 1867 den ersten Dynamo, mit dem sich viel einfacher Strom erzeugen ließ.

Denn Brennstoffzellen benötigen Wasserstoff als Energieträger, der jedoch selbst mit Strom per Elektrolyse erzeugt werden musste. Da hatte es der Siemenssche Generator einfacher. Er wandelt mechanische Energie in elektrischen Strom um.

Wilhelm Ostwald (1853-1932), Direktor des ersten Lehrstuhls für physikalische Chemie in Leipzig, erkannte jedoch schon 1887 das Potenzial von Groves Brennstoffzelle:
" Denken wir nur, wie [...] sich das Aussehen unserer Industrieorte ändern wird! Kein Rauch, kein Ruß, keine Dampfmaschine, ja kein Feuer mehr..."