{{Zitat|Jules Verne|Ich glaube, dass Wasser eines Tages als Brennstoff genutzt wird. Wasser, in seine Elemente Wasserstoff und Sauerstoff zerlegt, wird zur unerschöpflichen Energiequelle werden.}}{{navi|Treibhauseffekt|Elektrolyse}}

Ihre === Vorteile sindder Brennstoffzelle ===[[Bild:Xco2.gif|right]]* Die Brennstoffzelle ist in Bezug auf [[Kohlenstoffdioxid|CO₂]] [[Emission|emissionsfrei]].* Der [[Wasserstoff]] als Brennstoff ist aus Wasser herstellbar, das sozusagen unbegrenzt zur Verfügung steht.* Als Endprodukt entsteht wieder wiederum nur Wasser.* Die Brennstoffzelle arbeitet geräuschlos und emissionsfrei.* Es gibt hier erfolgt eine direkte Umwandlung chemischer [[Energie]] in elektrische [[Energie]], ohne Umwege über [[Wärme]]- und mechanische [[Energie]].

* Der reine elektrische [[Wirkungsgrad]] kann bis zu 60 % betragen.* Die Brennstoffzelle benötigt keine Ladezeiten. Bei Zufuhr von [[Wasserstoff]] und [[Sauerstoff]] liefert sie sofort eine [[Spannung]].

Ihr === Nachteil:===* Der [[Wasserstoff]] als Brennstoff muss erst unter Energieaufwand erzeugt werden und ist damit kein auf der Erde vorhandener Primärenergieträger. == Aufbau == Brennstoffzellen sind sehr einfach aufgebaut. Die eigentliche Zelle besteht aus drei übereinander liegenden Schichten: Zwei gasführende Platten-Elektroden aus [[Platin]] und ein dazwischen liegender Feststoff-Elektrolyt.  Da eine einzelne Zelle nur eine sehr geringe Spannung erzeugt, werden je nach benötigter Spannung einzelne Zellen [[Reihenschaltung|in Reihe geschaltet]], d. h. aufeinander gestapelt. Solch ein Stapel nennt sich "Stack". http://www.innovation-brennstoffzelle.de/bzelle/img/bzelle2.gif http://www.innovation-brennstoffzelle.de/bzelle/img/stack.gifStack

Das Brennstoffzellen sind einfach aufgebaut, die eigentliche Zelle besteht aus drei übereinander liegenden Schichten: zwei gasführende Platten-Elektroden aus [[Platin]] als Elektrodenmaterial wirkt gleichzeitig als [[Katalysator]] und ermöglicht den folgenden elektrochemischen Vorgang: Befindet sich an ein dazwischen liegender Feststoff-Elektrolyt, der [[Anode]] [[Wasserstoff]] und an der [[Kathode]] [[Sauerstoff]], wird [[Wasserstoff]] unter Abgabe von Elektronen in [[Wasserstoff]]Protonen-[[Ionen]] gespalten. Diese H⁺Austausch-[[Ionen]] wandern durch den für sie durchlässigen Elektrolyten zur [[Kathode]] und oxidieren mit [[Sauerstoff]] zu WasserMembran (PEM).

Das [[Platin]] als Elektrodenmaterial wirkt gleichzeitig als [[Katalysator]] und ermöglicht die folgenden elektrochemischen Vorgänge: === [[Anode]]/Minuspol ===* [[Wasserstoff]] wird unter Abgabe von [[Elektron]]en in [[Wasserstoff]]-[[Ionen]], also [[Proton]]en gespalten (Elektronenabgabe, [[Oxidation]]).* Verbindet man nun die beiden Elektroden mit einem über einen elektrischen LeiterVerbraucher, so wandern die Elektronen durch diesen äußeren [[Stromkreis]] von der [[Anode]] zur [[Kathode]]: es Es fließt ein nutzbarer, elektrischer Strom.* [[Anode]]:<br /Minuspol: >2[[Wasserstoff|H₂]] [[Bild:Pt-Pfeil.gif]] 4H⁺ + 4e^–(Elektronenabgabe, [[Oxidation]])* === [[Kathode]]/Pluspol===* Die über den äußeren Stromkreis zugeführten Elektronen reduzieren den [[Sauerstoff]] (Elektronenaufnahme, [[Reduktion]]), zeitgleich wandern die H⁺-[[Ionen]] durch die für sie durchlässige Membran zur [[Kathode]], es bildet sich Wasser: <br />4H⁺ + [[Sauerstoff|O₂]] + 4e^– [[Bild:Pt-Pfeil.gif]] 2[[Wasser|H₂O]](Elektronenaufnahme, [[Reduktion]]) === Stacks ===Da eine einzelne Zelle nur eine sehr geringe Spannung erzeugt, werden je nach benötigter Spannung einzelne Zellen [[Reihenschaltung|in Reihe geschaltet]], d. h. aufeinander gestapelt. Solch ein Stapel nennt sich "Stack". Die Gesamtspannung des Stacks ist die Summe der Teilspamnnungen der einzelnen Brennstoffzellen. http://www.innovation-brennstoffzelle.de/bzelle/img/bzelle2.gif http://www.innovation-brennstoffzelle.de/bzelle/img/stack.gif'''Stack'''

|Die PEM-Brennstoffzelle ist das "Herzstück" unserer '''[[Modell]]anlage zur Veranschaulichung von [[Wasserstoff]]technologie''' in [http://www.bbs-winsenRaum E 26.de/bbs_dt/bbs-tour/eg/e26.html E26] Aufbau und Funktion findest Du auf der [http://www.h-tec.com/education/ger/?onload=dmlldygndGVjaG5vbG9neScpOwptYXVzKCk7CnNjaHJpZnQoJ2NfdGVjaG5vbG9neV9yZW5ld2FibGVlbmVyZ3knKTsK&content=technologie_brennstoffzelle {{c}} Herstellerseite von H-Tec] eingehend erläutert.*[[Media:Brennstoffzelle AB.pdf|Arbeitsblatt zum Brennstoffzellen-Modell]]*[[Media:BrennstoffzelleBedienung.pdf|Bedienungsanleitung als PDF-Datei]]

== Anwendungsbeispiele ===== Brennstoffzellen in der Fahrzeugtechnik ===

http[[Bild://www.hh2wasserstoff.de/_ZopeId/32200284A2Vh1YIVchE/CUTE/HH2/HH2_in_Hamburg/Fuel_Cell_Bus/index_html/HH2/HH2_in_Hamburg/Fuel_Cell_Bus/FuelCellBus_361Citaro.jpg]]<br>Bus der Hamburger Hochbahn mit Brennstoffzellenantrieb (DaimlerChrysler).

Weitere Informationen: [[Media:H-2 Bus.pdf|CITARO mit Brennstoffzellenantrieb]]{{Link-Bild-in|Bild=Pdf-icon.jpg|Breite=34px|Höhe=35px|Link=Media:H-2 Bus.pdf}} [[Media:H-2BusFACTS.pdf|Daten u. Fakten zum CITARO-Bus]]{{Link-Bild-Brennstoffzellen in|Bild=Pdf-icon.jpg|Breite=34px|Höhe=35px|Link=H-2BusFACTS.pdf}} [[Media:H-2 TankFACTS.pdf|Technische Daten der Tankstelle]]{{Link-Bild-in|Bild=Pdf-icon.jpg|BreiteHaustechnik =34px|Höhe=35px|Link=H-2 TankFACTS.pdf}} [[Media:H-2tankstelle.pdf|Allgemeines zur Tankstelle]]{{Link-Bild-in|Bild=Pdf-icon.jpg|Breite=34px|Höhe=35px|Link=HDie Firma Vaillant hat ein Brennstoffzellen-2tankstelle.pdf}} Heizgerät (BZH) entwickelt, das bis zu 50% weniger [[Media:H-2Strom Zertifi.pdfKohlendioxid|"Grünstrom"-ZertifikatCO₂]]{{Link-Bild-erzeugt und etwa 25% weniger Primärenergie benötigt, um im Vergleich zu heutiger Technik die gleiche Menge an Heizwärme und elektrischem Strom in|Bild=Pdf-iconeinem Mehrfamilienhaus bereitzustellen.jpg|Breite=34px|Höhe=35px|Link=H-2Strom ZertifiEin wichtiger Beitrag zum Klimaschutz bei wirtschaftlicher Verwendung wertvoller Ressourcen.pdf}}

== Brennstoffzellen in der Haustechnik Alkalische Brennstoffzelle ==Die Firma Vaillant entwickelt ein BrennstoffzellenReferat über die alkalische Brennstoffzelle (AFC -Heizgerät (BZHalkaline fuel cell), das bis zu 50% weniger : * [[KohlendioxidMedia:Die_alkalische_Brennstoffzelle.pdf|CO₂Alkalische Brennstoffzelle]] erzeugt und etwa 25% weniger Primärenergie benötigt(PDF-Datei, um im Vergleich zu heutiger Technik die gleiche Menge an Heizwärme und elektrischem Strom in einem Mehrfamilienhaus bereitzustellen. Ein wichtiger Beitrag zum Klimaschutz bei wirtschaftlicher Verwendung wertvoller Ressourcen.6 MB)

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* [http://www.vaillant.de/Privatkunden/Regenerative_EnergienWarum-Vaillant/Forschung-Entwicklung/Brennstoffzelle/ Vaillant Brennstoffzellen-Heizgerät]* [http://www.h-tec{{c}}fileadmin/content/edu/Lehrmaterialien/Praesentation.pdf Fa. H-Tec: umfangreiches Infomaterial mit OHP-Folien]* [http://www.enviam-welt.de/welt/energie_und_wissen/energie_erzeugung/brennstoffzelle_pem-brennstoffzelle.html www.enviam.de] - Animierte Darstellung des Funktionsprinzips{{cona|Chemie_Brennstoffzelle.pdf}}