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Das Brennstoffzellen-Glossar: Die wichtigsten Fachbegriffe

21.3.2018. Anode: Negativ geladene Elektrode (in der Brennstoffzelle auf der Wasserstoffseite). Von der Anode fließen die Elektronen zum Verbraucher.

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Brennstoffzelle: besonderes galvanisches Element, in dem aus der Reaktion von Wasserstoff und Sauerstoff Strom erzeugt wird. Eine Brennstoffzelle besteht aus Elektroden, die durch eine Membran oder Elektrolyt (Ionenleiter) voneinander getrennt sind. Die Brennstoffzelle erzeugt elektrischen Strom und Wärme. Für die Anwendung in Automobilen eignet sich aufgrund ihrer hohen Leistungsdichte und ihres hohen Wirkungsgrades insbesondere die PEM-Brennstoffzelle. Sie hat eine Kunststoff-Membran als Elektrolyt (PEM = Polymer Electrolyte Membrane), die für Protonen leitfähig ist. Ihre Arbeitstemperatur liegt bei 80 Grad Celsius.

Brennstoffzellen-Stapel (engl.: Fuel Cell Stack): Mehrere Brennstoffzellen, die zur Erhöhung der elektrischen Spannung in Reihe geschaltet und in Sandwichbauweise zusammengesetzt sind.

Druckwasserstoff-Speicherung: Methode der Speicherung von Wasserstoff als Gas bei Umgebungstemperatur unter einem Druck von bis zu 700 bar (CGH2 = Compressed Gaseous Hydrogen).

Elektrolyse: Elektrochemische Aufspaltung flüssiger Verbindungen mittels elektrischen Stroms (Beispiel: Wasser in Wasserstoff und Sauerstoff).

Elektrolyt: Medium für den Ionentransport, das in der Brennstoffzelle zusätzlich die reagierenden Stoffe räumlich voneinander trennt. Bei der PEM-Brennstoffzelle wird eine spezielle Kunststofffolie, eine Polymer-Membran, als Elektrolyt eingesetzt (PEM = Polymer Electrolyte Membrane).

Elektron: Negativ geladenes Elementarteilchen. Wandernde Elektronen sind elektrischer Strom.

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Ion: Positiv (Kation) oder negativ (Anion) geladenes Teilchen.

Kathode: Positiv geladene Elektrode (in der Brennstoffzelle auf der Sauerstoffseite). Hier reagieren die Elektronen mit dem Sauerstoff und den Wasserstoff-Ionen zu Wasser.

Lithium-Ionen-Batterie: elektrochemische, wiederaufladbare Spannungsquelle auf der Basis von Lithium. Vorteile von Lithium-Ionen-Akkus sind ihre hohe Energiedichte bei relativ geringem Gewicht, ihre Unempfindlichkeit gegenüber dem so genannten Memory-Effekt und die geringen Selbstentladung.

Protonen: Positiv geladene Wasserstoff-Ionen.

Wasserstoff (H): Kleinstes und leichtestes Element des Periodensystems. Wasserstoff besteht aus einem negativ geladenen Elektron und einem positiv geladenen Proton. Wasserstoff ist das häufigste Element im Universum, doch tritt er wegen seiner Reaktionsfreudigkeit fast ausschließlich in gebundener Form auf. Beispiele sind Wasser und Kohlenwasserstoffe wie Erdgas oder Erdöl. In freiem Zustand kommt Wasserstoff nur spurenweise in der Atmosphäre und in Vulkangasen vor. Wasserstoff ist ein farb-, geruch- und geschmackloses Gas.

Wasserstoff-Gewinnung: Wasserstoff kann beispielsweise durch Vergärung von Biomasse oder Elektrolyse von Wasser hergestellt werden. Heute gewinnt man den Energieträger noch hauptsächlich aus fossilen Brennstoffen, vor allem aus Erdgas (durch Dampfreformierung unter hohem Druck).

(Quelle: Mercedes-Benz)

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Foto: Mercedes-Benz
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