Die Brennstoffzelle I

 

Die Brennstoffzelle ist ein sehr umweltfreundlicher Energielieferant. Bei ihrer Benutzung zur Energieherstellung ist das Abfallprodukt lediglich Wasser. Die erzeugte Energieform ist elektrische Energie, die aus chemischer Energie, welche vom Wasserstoff geliefert wird, entsteht. Der Wasserstoff kommt aus dem Metallhydritspeicher kommt jedoch nur in nicht reaktionsfähiger, molekularer Form, also immer zwei Atome zusammen. Um das Wasserstoff reaktionsfähig zu machen, wird es durch den Katalysator (Platin in Pulverform mit extrem großer Oberfläche) geleitet.

Die Wasserstoffatome verlieren dann ihre Elektronen und die Wasserstoffionen (H+), die ja im Prinzip nur noch Protonen sind, fließen durch die Proton-Exchange-Membrane zur Sauerstoffseite. Dort reagieren die Wasserstoffionen mit dem Sauerstoff. Jedoch mangelt es dort stark an Elektronen, doch auf der Wasserstoffseite gibt es genug. So braucht man nur noch die beiden Seiten zu verbinden um einen Stromfluss zu bewirken.

Theoretisch entsteht eine Spannung von 1,23 V und praktisch eine Spannung von ca. 1,05 V.

Um die einwandfreie Betriebsfähigkeit zu gewährleisten, sollte sie regelmäßig getrocknet werden z.B. durch kaltes Föhnen an den Belüftungsritzen, da sich sonst das Wasser in der Zelle ansammelt. Der Metallhydritspeicher fasst 20 L reinen Wasserstoff. Dieser wird durch ein Ventil an die Brennstoffzelle angeschlossen. Mit Hilfe eines Wassertanks wird die Menge des ausströmenden Wasserstoffs reguliert, man orientiert sich einfach an der Anzahl der aufsteigenden Bläschen.

Brennstoffzelle BZ12/16
Die BZ12/16 eignet sich für Verbraucher mit kleinen Anschlussspannungen unter 1 Volt, wie Solarmotoren, Getriebemotoren etc. Zusammen mit dem Wasserstoffspeicher MHS-20 kann ein Brennstoffzellen-System aufgebaut werden. Die Zelle besitzt 4 durchgehende 4-mm-Anschlußbuchsen, so dass eine Vielzahl von Verbrauchern auch gleichzeitig angeschlossen werden kann.

Die Leerlaufspannung beträgt ca. 0,9 Volt, der Kurzstrom liegt bei 3-4 Ampere. Die Nominalleistung liegt zwischen 0,5 und 1 Watt. Das Gehäuse besteht aus Acrylglas und ist gasdicht vergossen. Für höhere Spannungen können die Zellen auch in Reihe geschaltet werden.

(L x B x H) 68 x 68 x 21 mm, ca. 120 g.

Metallhydritspeicher MHS20
Der Metallhydritspeicher ist speziell für die Brennstoffzelle BZ12/16 entwickelt worden. Er enthält ca. 20 Normalliter reinsten Wasserstoff und kann mit einem einstellbaren Adapter direkt an die Brennstoffzelle angeschlossen werden. Der Energieinhalt beträgt ca. 60 Wattstunden.

Bei einem angenommenen Wirkungsgrad der Brennstoffzelle von 50% kann ein Verbraucher mit Strom von 100 mA ca. 200-300 Stunden unentwegt betrieben werden. Die Abmessungen des Speichers 105 x 30 mm ; Gewicht ungefüllt: ca. 240 g ; Füllung ca. 2 g Wasserstoff.

 

Das Team:

Jens Wende, Michael Siebert und Benjamin Hagemann

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