Brennstoffzellen

Wir leben in einer Zeit der Mobilität. Diese Mobilität wird in den Industrieländern zunehmend durch das Auto ermöglicht. Immer mehr Autos werden Jahr für Jahr zugelassen. Aber nicht nur private Autos verstopfen zusehends die Straßen, auch die Industrie trägt ihren Teil dazu bei. Immer mehr Waren werden in kürzester Zeit via LKW transportiert. Verschärft wird diese Situation durch neuartige Produktionsverfahren wie „just in time“. Hierbei zielt man darauf ab, dass Produktionsteile von Zulieferern zeitnahe angeliefert werden. Dies führt dann dazu, dass unsere Straßen zunehmend zu rollenden Lagerhallen verkommen.

Neben dem befürchteten Verkehrskollaps gibt es jedoch noch zwei schwerwiegendere Probleme. Zum einen die Luftverschmutzung durch Autoabgase und zum anderen die sich dem Ende zuneigenden Erdölreserven. Um diese Probleme lösen zu können, wird derzeit der Einsatz von so genannten Brennstoffzellen erprobt.

Brennstoffzellen stellen eine Alternative zum herkömmlichen Benzinmotor dar. Anstatt des Benzins wird hier Wasserstoff zur Erzeugung der Antriebsenergie verwendet. Laut Expertenschätzungen könnten bereits bald die ersten Autos mit Brennstoffzellentechnologie in Serie gehen. Spätestens dann verfügen die Hersteller von Brennstoffzellen über eine nahezu unerschöpfliche Einnahmequelle.
Eines der schon angesprochenen Hauptprobleme, die Luftverschmutzung, spielt eine besondere globale Rolle. Wie der neue Wissenschaftsreport des Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC) bestätigt, besteht die Gefahr, dass sich bis zum Jahre 2100 die Temperaturen auf unserer Erde um bis zu 5,8 Grad erhöhen. Damit werden die Befürchtungen bestätigt.

Die Klimaerwärmung führt unweigerlich zu einer globalen Katastrophe. Die Polkappen würden schmelzen, und der Meeresspiegel würde um fast 90 cm ansteigen. Dieser Meeresanstieg würde dazu führen, dass heutige Küstengebiete und sogar einige Länder wie die Niederlande, Bangladesh oder die Seychellen unweigerlich im Meer versinken würden.
Aber nicht nur das, auch katastrophale Wetterveränderungen hätte dies zur Folge. So würden Wetterextreme wie sinnflutartige Niederschläge oder Dürreperioden häufiger vorkommen.
Um dies zu verhindern, sind neuartige Antriebstechnologien erforderlich. Und genau hier setzt man auf den Treibstoff Wasserstoff, welcher in Brennstoffzellen zum Einsatz kommt. Als Reaktionsprodukt entsteht hierbei weder CO2 noch andere schädliche Abgase. Es entsteht nur reines Wasser.
Mittlerweile lassen sich eine Vielzahl unterschiedlicher Brennstoffzellen unterscheiden. Es gibt sie sowohl im mobilen Bereich als auch im stationären Bereich. Letzterer ermöglicht es, Wohnhäuser oder andere Gebäude mit Alternativ-Brennstoff zu versorgen. So könnten bald Erdgas und Erdölheizungen der Vergangenheit angehören.
Die wirtschaftlich größte Herausforderung stellt dabei sicherlich der mobile Bereich dar. Die Verwendung im individuellen Massenverkehr ist das größte Ziel. Nur gibt es hierbei ein Problem: Wie lagert und transportiert man Wasserstoff sicher? Dies ist besonders wichtig, da es sich bei Wasserstoff um ein hoch explosives Gas handelt. Jedoch wird es für dieses Problem bald eine akzeptable Lösung geben. Man kann daher davon ausgehen, dass die Einführung solcher Brennstoffzellen nur noch eine Frage der Zeit ist. Brennstoffzellen und Wasserstoff werden die herkömmlichen fossilen Energieträger ablösen.
Aber wie funktioniert nun eine Brennstoffzelle? Wie der Name schon vermuten lässt, wird Wasserstoff in dieser Zelle umgewandelt. Jedoch nicht etwa verbrannt, sondern durch eine chemische Reaktion umgewandelt.

Herzstück bildet eine Membran, die durch Zuführung von Wasserstoff und Sauerstoff elektrische Energie erzeugt. Und hier liegt auch der Grund, warum Brennstoffzellenautos Elektromotoren besitzen. Wasserstoff wird hier nicht als Ersatz für Benzin verwendet und verbrannt. Vielmehr wird die elektrische Energie zum Betrieb von Elektromotoren eingesetzt. Und hier liegt ein weiterer Vorteil. Elektroautos sind viel leiser als Verbrennungsmotoren, sind universeller einsetzbar und benötigen erheblich weniger Platz.
Aber bei all dieser Euphorie wurde ein Gesichtspunkt noch nicht berücksichtigt. Woher bekommt man den Wasserstoff? Nun, Wasserstoff muss auch erst erzeugt werden. Nur kann es nicht das Ziel sein, Wasserstoff durch den Einsatz von fossilen Energien zu erzeugen. Vielmehr muss es durch den Einsatz regenerativer Energiequellen durch Aufspaltung von Wasser, in Sauerstoff und Wasserstoff erfolgen.
 Dies geschieht vorzugsweise in sonnenreichen Gebieten oder aber sogar in weiten Wüstenabschnitten. Der dort erzeugte Wasserstoff kann nun verflüssigt und so in weit entlegende Gebiete transportiert werden.
Man sieht also, dass die einzelnen Gebiete der Umweltbranche fließend ineinander übergehen. Daher ist es auch wichtig, dass möglichst alle Sektoren der Umweltbranche in die Anlageentscheidung einfließen.
Aufgrund der neuartigen Technologie ist es sinnvoll, vorrangig in die Marktführer zu setzen. Nur dann kann man sicherstellen, dass man von diesem wachstumsstarken Sektor überproportional profitieren kann.

Back to the roots
Die Geschichte der Brennstoffzellen geht auf das Jahr 1839 zurück, indem der Physiker Sir William Robert Grove das Prinzip der Brennstoffzelle entdeckte.
Die Brennstoffzelle besteht aus zwei Elektroden, denen Sauerstoff und Wasserstoff zugeführt wird. Getrennt werden diese Elektroden von einer Membran aus Grafit und Platin. Das Ungleichgewicht von negativer und positiver Ladung an den Elektroden lässt eine elektrische Spannung entstehen und ein Strom fließt.
Im allgemeinen unterscheidet man sechs verschiedene Brennstoffzellen, die alle auf dem oben genannten Prinzip beruhen:

•Alkalische Brennstoffzelle (AFC)
•Direktmethanol Brennstoffzelle (DMFC)
•Membran Brennstoffzelle (PEMFC)
•Schmelzkarbonat Brennstoffzelle (MCFC)
•Phosphorsaure Brennstoffzelle (PAFC)
•Oxidkeramische Brennstoffzelle (SOFC)

[Willkommen] [Wirtschaft] [Informatik] [Bücher] [Impressum]

Copyright (c) 2012 Dipl.-Wirt.-Inform. Dennis A. Winkler, Stand: 02.07.2012
Diese Website ist unter folgenden URLs zu erreichen:
http://www.dennis-winkler.de  -  http://www.winkler-boerse.de