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Tutorial MenueElektrochemieLerneinheit 7 von 9

Brennstoffzellen - Typen

Die alkalische Brennstoffzelle

Eigenschaften und Aufbau

Die alkalische Brennstoffzelle (englisch Alkaline Fuel Cell, AFC) ist eine Niedertemperatur-Brennstoffzelle. Sie arbeitet im Temperaturbereich von ca. 20 bis 90°C und erzielt Wirkungsgrade zwischen 60 bis 70%. Als Brennstoff wird reinster Wasserstoff verwendet. Auch der Sauerstoff, der als Oxidationsmittel dient, muss sehr rein sein.

Kalilauge (meist 30%ig) dient in diesen Zellen als Elektrolyt. Als Katalysator wird z.B. Platin oder Raney-Nickel in den Gasdiffusionselektroden aus Graphit eingesetzt.

Reaktion

2H2+ 4OH 4H2O+ 4e Anodenreaktion O2+ 2H2O+ 4e 4OH Kathodenreaktion 2H2+ O2 2H2O Gesamtreaktion

Vor- und Nachteile

Vorteile:

  • gute Wirkungsgrade
  • Verwendung preiswerter Katalysatoren

Nachteil:

  • Unverträglichkeit gegenüber Kohlendioxid (CO2), da das Kaliumhydroxid aus der Kalilauge sonst zu unlöslichem Carbonat auskristallisiert. Aus diesem Grund kann die AFC nur mit hochreinen, also CO2-freien, und damit teuren Brennstoffen betrieben werden, d.h. reinstem Wasser- und Sauerstoff. Luft kann wegen ihres CO2-Gehaltes nicht eingesetzt werden.

Anwendungen

Militär (z.B. U-Boot-Antriebe), Bordenergieversorgung bemannter Raumfähren

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