Eine Brennstoffzelle erzeugt aus Wasserstoff und Sauerstoff direkt Strom und Wärme. Die Zelle selbst kommt ohne Flamme und ohne bewegliche Teile aus. Als Nebenprodukt entsteht Wasser.
So funktioniert sie
Die Brennstoffzelle kehrt die Elektrolyse um. Bei der verbreiteten PEM-Brennstoffzelle läuft das so ab:
- Wasserstoff wird an der Anode zugeführt und gibt dort Elektronen ab.
- Die Elektronen fließen über einen äußeren Stromkreis zur Kathode – das ist der nutzbare Strom, ein Gleichstrom.
- Die übrig gebliebenen Wasserstoff-Ionen wandern durch eine dünne Membran zur Kathode.
- Dort verbinden sie sich mit Sauerstoff aus der Luft und den Elektronen zu Wasser. Dabei wird zusätzlich Wärme frei.
Eine einzelne Zelle liefert nur eine Spannung von rund einem Volt oder weniger. Für praktische Anwendungen werden deshalb viele Zellen zu einem Stapel, dem „Stack“, zusammengeschaltet.
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Brennstoffzellenheizung im Haus
Für Ein- und Zweifamilienhäuser gibt es Brennstoffzellenheizungen. Sie werden meist an das Gasnetz angeschlossen und gewinnen den benötigten Wasserstoff im Gerät selbst aus Erdgas. Gleichzeitig erzeugen sie Strom und Wärme – nach dem Prinzip der Kraft-Wärme-Kopplung. Den Strom nutzen Sie im Haus, Überschüsse werden ins Netz eingespeist. Die Wärme dient zum Heizen und für Warmwasser. Für kalte Tage ist oft ein zusätzlicher Gaskessel eingebaut.
Die Anschaffung ist deutlich teurer als ein herkömmlicher Gaskessel. Ob sich die Technik rechnet, hängt vor allem davon ab, wie viel des erzeugten Stroms Sie selbst verbrauchen. Solange die Geräte mit Erdgas laufen, entsteht außerdem weiterhin Kohlendioxid.
Fahrzeuge und Industrie
Brennstoffzellenfahrzeuge tanken Wasserstoff. Die Brennstoffzelle an Bord erzeugt daraus Strom für den Elektromotor, aus dem Auspuff kommt nur Wasserdampf. Neben Pkw sind Busse, Lkw und einzelne Züge mit dieser Technik unterwegs.
Wie klimafreundlich eine Brennstoffzelle insgesamt ist, hängt davon ab, woher der Wasserstoff stammt. Wird er per Elektrolyse mit Strom aus Wind und Sonne erzeugt, spricht man von grünem Wasserstoff. Bei jedem Umwandlungsschritt entstehen allerdings Verluste – das senkt den Gesamtwirkungsgrad der Kette.
Allgemeine Information, keine Rechts- oder Energieberatung im Einzelfall. Maßgeblich sind Ihr Vertrag, die Bedingungen Ihres Versorgers und die aktuelle Rechtslage.