Hybridkraftwerke

Für den Einsatz in Hybridkraftwerken eigenen sich auch Brennstoffzellen. In einer Brennstoffzelle werden Strom und Wärme auf elektrochemischen Weg erzeugt. Zentrale Bestandteile sind Anode, Kathode und eine Elektrolytmembran. In der Zelle wird wasserstoffhaltiges Gas an eine Anode geleitet und Sauerstoff an eine Kathode. Beide Gase werden durch die gasundurchlässige Membran getrennt und dadurch an der direkten Knallgasreaktion gehindert. An der Anode entstehen freie Elektronen und Wasserstoffionen, die die Membran durchdringen. Hier treffen die positiven Wasserstoffionen auf negative Sauerstoff-Ionen, die sich an der Kathode gebildet haben. Beide Ionen verbinden sich unter Wärmeabgabe zu Wasser. Die auf der Anodenseite entstandenen freien Elektronen werden über einen äußeren Leiter abgeleitet und als Nutzstrom verwendet.

 

Brennstoffzellen mit Membrane arbeiten als Niedertemperatur-Brennstoffzellen bei Temperaturen von 70 bis 90°C. Diese Polymerelektrolyt-Membran-Brennstoffzelle wird kurz als PEM-FC für Proton Exchange Membrane Fuel Cell bezeichnet. Sie sollen als Fahrzeugantriebe oder Energieversorger einzelner Gebäude dienen.

 

Hochtemperatur-Brennstoffzellen verfügen bei Temperaturen von 900 bis 1.000°C über oxidkeramische Elektrolyte zur Trennung der Gase. Sie sollen als Kraftwerke in Nahwärmenetzen dienen. Hochtemperatur-Brennstoffzellen werden mit SOFC für "solid oxide fuel cell" abgekürzt.

 

Bild: DLR

Hintergrundinformation

Neue Wege in der Hausenergieversorgung BINE-Projektinfo (05/2012)