Brennstoffzelle
Eine Brennstoffzelle ist eine galvanische Zelle, die die chemische Reaktionsenergie eines kontinuierlich zugeführten Brennstoffes und eines Oxidationsmittels in elektrische Energie wandelt. Im Sprachgebrauch steht Brennstoffzelle meist für die Wasserstoff-Sauerstoff-Brennstoffzelle.
Eine Brennstoffzelle ist kein Energiespeicher, sondern ein Wandler.
Die Energie zur Stromproduktion wird mit den Brennstoffen zugeführt.
Eine Brennstoffzelle besteht aus Elektroden, die durch eine Membran oder Elektrolyt (Ionenleiter) voneinander getrennt sind.
Die Elektrodenplatten/Bipolarplatten bestehen meist aus Metall oder Kohlenstoffnanoröhren. Sie sind mit einem Katalysator beschichtet, zum Beispiel mit Platin oder mit Palladium. Als Elektrolyten können beispielsweise gelöste Laugen oder Säuren, Alkalicarbonatschmelzen, Keramiken oder Membranen dienen.
Die Energie liefert eine Reaktion von Sauerstoff mit dem Brennstoff, der Wasserstoff sein kann,
jedoch ebenso aus organischen Verbindungen wie z.B. Methan und Methanol bestehen kann. Beide Reaktionspartner werden über die Elektroden kontinuierlich zugeführt. Die gelieferte Spannung liegt theoretisch bei 1,23 V für die Wasserstoff-Sauerstoff-Zelle bei einer Temperatur von 25 °C. In der Praxis werden jedoch nur Spannungen von 0,5–1 V (experimentell auch darüber) erreicht. Die Spannung ist vom Brennstoff, von der Qualität der Zelle und von der Temperatur abhängig. Um eine höhere Spannung zu erhalten, werden mehrere Zellen zu einem Stack (engl. für 'Stapel') in Reihe geschaltet. Unter Last bewirken die chemischen und elektrischen Prozesse ein Absinken der Spannung (nicht bei der Hochtemperatur-Schmelzkarbonatbrennstoffzelle, MCFC).
Der Einsatz von Brennstoffzellen eignet sich besonders dann, wenn ein netzferner Standort vorliegt,
die Betriebskosten minimiert werden sollen oder ein Beschaffungsmarkt für den Treibstoff (Hydro +) besteht. Das IPS Brennstoffzellen-System arbeitet mit einem Wasserstoff-Reformer. Kohlenstoffhaltige Flüssigkeit – genannt Hydro + - wird durch einen Reformer über einen katalytischen Prozess in Wasserstoff gewandelt. Das System produziert den für den Betrieb notwendigen Wasserstoff aus eigenem Vorrat (Tankinhalt 1.100 l Hydro+).
Der besondere Vorteil dieser technischen Lösung liegt darin, dass sie geräuschlos arbeitet, keine beweglichen Maschinenteile hat (verschleißfrei) und keine klimaschädlichen Abgase produziert.
Das System ist im gesamten Leistungsbereich stufenlos regelbar, wodurch der effektive Einsatz von Wasserstoffgas möglich ist.
Die für das IPS von Solartec entwickelte Kombination stellt eine moderne und zeitgemäße Zusatz-Energie-Quelle dar
und sichert den dauerhaften Betrieb in einstrahlungsschwachen Zeiten. Die Brennstoff-Zelle ist eine saubere und moderne Technologie und kann überall dort eingesetzt werden, wo der Treibstoff Hydro+ zur Verfügung steht (z.B. Europa).