Wofür verwendet man brennstoffzellen?

Gefragt von: Frau Prof. Cäcilia Jordan  |  Letzte Aktualisierung: 22. März 2022
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Bislang werden Brennstoffzellen fast ausschließlich für die Raumfahrt oder militärische Zwecke verwendet. ... Von mobilen Anwendungen spricht man, wenn Brennstoffzellen-Technik für den Antrieb von Kraftfahrzeugen und Booten eingesetzt wird oder für die Bordstromversorgung von Booten und Satelliten.

Wo kommen Brennstoffzellen heute zum Einsatz?

Der für die Brennstoffzellentechnologie erforderliche Wasserstoff lässt sich durch Reformierung aus Erdgas gewinnen. An das Erdgas-Leitungsnetz sind in Deutschland 47,2 Prozent aller Wohnungen angeschlossen. Wenn es um Mobilität geht, kommen Brennstoffzellen beispielsweise in Bussen und Personenkraftwagen zum Einsatz.

Welche Vorteile hat eine Brennstoffzelle?

Ein Vorteil der Brennstoffzelle liegt zweifellos darin, dass sie elektrischen Strom ohne mechanische Teile erzeugt: kein Lärm, keine Verschleißteile, keine Abgase. Außer Wasser, das zum Beispiel in den Apollokapseln den Astronauten als Trinkwasser diente, entsteht nichts.

Was kann man mit einer Brennstoffzelle machen?

Brennstoffzellen für die Heizung?
  • Brennstoffzellen mit „kalter Verbrennung“ besonders effizient.
  • Aufbau und Funktionsweise vergleichbar mit Batterie.
  • Brennstoffzellen liefern neben Strom auch Wärme.
  • im Einsatz in Heizungen, Autos, Zügen, Flugzeugen und Schiffen.

Wann lohnt sich eine Brennstoffzellenheizung?

Wann lohnt sich der Einsatz einer Brennstoffzelle? Brennstoffzellen haben heute noch hohe Anschaffungskosten. Sie lohnen sich daher nur, wenn sie möglichst viel Strom produzieren, der entweder in das öffentliche Netz eingespeist oder im besten Falle gleich im eigenen Haushalt verbraucht wird.

Wie funktioniert die Brennstoffzelle?!

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Ist eine Brennstoffzellenheizung rentabel?

Die Rentabilität einer Brennstoffzelle ist gegeben, wenn die Einsparungen die Investitionen in einem überschaubaren Zeitraum einholen. Möglich ist das dann, wenn die Heizung viel Strom erzeugt, den die Bewohner anschließend zu einem großen Teil im eigenen Gebäude verbrauchen.

Wie lange hält eine Brennstoffzellenheizung?

Fünf bis zehn Jahre oder umgerechnet 40.000 bis 80.000 Stunden müssen Hochtemperatur-Brennstoffzellen dabei laufen, damit der Einsatz wirtschaftlich werden kann. Die Jülicher „Solid Oxide Fuel Cell“ (SOFC), was übersetzt Festoxid-Brennstoffzelle heißt, hielt sogar noch deutlich länger durch.

Welche Spannung erzeugt eine Brennstoffzelle?

Die gelieferte Spannung liegt theoretisch bei 1,23 Volt für die Wasserstoff-Sauerstoff-Zelle bei einer Temperatur von 25 °C. In der Praxis werden jedoch nur Spannungen von 0,5 bis 1 V (experimentell auch darüber) erreicht. Die Spannung ist vom Brennstoff, von der Qualität der Zelle und von der Temperatur abhängig.

Wie viel Wärme erzeugt eine Brennstoffzelle?

Als Hochtemperatur-Brennstoffzelle kann sie den als Brennstoff nötigen Wasserstoff mit Betriebstemperaturen von 700 Grad Celsius und mehr direkt aus Erdgas erzeugen.

Wie viel Energie erzeugt eine Brennstoffzelle?

Die Strommenge, die eine Brennstoffzellenheizung produziert, hängt von der Leistungsfähigkeit der Brennstoffzellen ab. Eine Brennstoffzelle mit 750 Watt kann z.B. bei mehr als 7.000 Vollnutzungsstunden jedes Jahr über 5.000 Kilowattstunden Strom erzeugen.

Was sind die Vor und Nachteile von Brennstoffzellen?

Wasserstoff-Brennstoffzellen sind die derzeit sauberste Energiequelle, die keine negativen Auswirkungen auf die Umwelt hat, da als Nebenprodukte lediglich Wärme und Wasser entstehen. Im Gegensatz zu Biokraftstoff oder Wasserkraft benötigt Wasserstoff keine großen Landflächen zur Produktion.

Was sind die Vor und Nachteile einer Brennstoffzelle?

Die Vorteile und Nachteile von Brennstoffzellen

hoher Wirkungsgrad. geringe Emissionen. besseres Verhältnis von Stromproduktion und Wärmeerzeugung im Vergleich zu BHKW. wartungsarmer, geräuschloser Betrieb.

Welche Nachteile hat die Brennstoffzelle?

Nachteil: Energieintensive Produktion von Wasserstoff

Größter Nachteil der Brennstoffzelle ist, dass Wasserstoff zum Betrieb erst produziert werden muss. Diese Produktion von Wasserstoff ist momentan noch extrem energieintensiv, weshalb die Wasserstoff-Brennstoffzelle bislang noch keine echte Alternative geworden ist.

Wie funktioniert eine Brennstoffzelle im Haus?

Brennstoffzellen-Heizungen erzeugen nicht nur Wärme, sondern gleichzeitig jede Menge Strom. ... Gleichzeitig sind Brennstoffzellen-Heizungen schadstoffarm und leise. Die Energie entsteht durch die Reaktion von Sauerstoff mit Wasserstoff – statt Qualm und Ruß kommt vor allem Wasserdampf aus dem Schornstein.

Warum ist eine Brennstoffzelle kein Energiespeicher?

Eine Brennstoffzelle ist eine galvanische Zelle, welche die chemische Reaktionsenergie eines kontinuierlich zugeführten Brennstoffes und eines Oxidationsmittels in elektrische Energie wandelt. Eine Brennstoffzelle ist kein Energiespeicher, sondern ein Wandler. ...

Was ist eine Brennstoffzelle einfach erklärt?

Einfach erklärt: Funktionsweise von Brennstoffzellen. Brennstoffzellen wandeln die chemische Energie eines Brennstoffs direkt in elektrische Energie (und Wärme) um. Dieser Vorgang wird als elektrochemische Reaktion bezeichnet. Brennstoffzellen sind folglich keine Energiespeicher, sondern Energiewandler.

Wie produziert eine Brennstoffzelle Strom?

Die Brennstoffzelle erzeugt Strom, indem sie chemische Energie direkt in elektrische Energie umwandelt. Die Abwärme der Brennstoffzelle ist nutzbar – damit erreicht die Technik insgesamt einen Wirkungsgrad von bis zu 85 Prozent.

Wie groß muss eine Brennstoffzelle sein?

Warum decken Brennstoffzellen nur den Grundbedarf an Wärme und Strom? Die maximale Leistung einer Brennstoffzelle für den Haushaltsbedarf beträgt etwa 1 Kilowatt (kW) elektrisch (Strom) und 1 kW thermisch (Wärme). Ein Wasserkocher oder Toaster benötigt etwa 2 kW Strom.

Woher kommt der Sauerstoff in der Brennstoffzelle?

Von außen kommen die Reaktionsgase Wasserstoff und Sauerstoff. ... Auf der anderen Seite der Membran, der Kathode, reagieren die Protonen und Elektronen mit dem Sauerstoff zu Wasser. Bei der Reaktion wird nicht nur Elektrizität erzeugt. Die Gase, die die Zelle verlassen, nehmen die Wärme mit, die bei der Reaktion entsteht.

Was sorgt für die Oxidation des Wasserstoffes?

Auf der Anodenseite wird der Wasserstoff unter Abgabe von Elektronen zu Protonen oxidiert. ... An dieser entsteht aus den Protonen und Elektronen zusammen mit dem zugeführten Sauerstoff Wasser (H₂O).

Welche Rohstoffe braucht man für eine Brennstoffzelle?

Reduzierung des Risikos der Roh- stoffverknappung Im Bereich Elektromobilität gelten Lithium, Nickel und Kobalt für die Batterie und Platin für die Brennstoffzelle sowie Metalle der Seltenen Erden für den Elektromotor als sogenannte kritische Rohstoffe.

Was kostet eine Brennstoffzellenheizung für ein Einfamilienhaus?

Die Branche gibt als Einstiegspreis etwa 23.000 Euro für das Gerät selbst an. Dazu kommen Kosten für Zubehör und Einbau. Für ein Komplettpaket ist mit mindestens 30.000 bis 35.000 Euro zu rechnen – abzüglich Förderung.

Ist eine Brennstoffzellenheizung gefährlich?

Während des Prozesses der kalten Verbrennung werden die Wasserstoffatome abgespalten, es findet keine Knallgasreaktion statt. Damit ist das Betreiben einer Brennstoffzellenheizung nicht gefährlicher als eine herkömmliche Erdgas-Heizung.

Was kostet Vitovalor?

So kostet beispielsweise die Vitovalor 300 P von Viessmann etwa 23.000 Euro. Zum Vergleich: Eine Gasheizung kostet etwa 3.000 Euro. Hinzu kommen Kosten für die Montage. Somit belaufen sich die Gesamtkosten auf 30.000 bis 35.000 Euro.

Welche Brennstoffzellenheizung ist die beste?

Recherchen zufolge kannst du hier am besten eine Brennstoffzellenheizung kaufen: Viessmann. Vitovalor. Thermondo.