Wie erhält man mit Hilfe von Brennstoffzellen aus Sauerstoff und Wasserstoff als chemische Energieträger wieder elektrische Energie?

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1 Antwort

Wenn man Wasserstoff mit Sauerstoff verbrennt, dann wird Entropie erzeugt (es wird warm). Da man die Entropie aber nicht mehr vernichten kann, ist also die damit verbundene Energie verloren, jedenfalls für elektrische Zwecke. Man braucht also eine Verbindungsmöglichkeit, welche möglichst ohne Entropieproduktion auskommt (also möglichst reversibel sein muss).

Eine solche Möglichkeit ist die Brennstoffzelle. Wasserstoff und Sauerstoff haben zusammen ein höheres chemisches Potential als Wasser, daher ist die Energiebilanz der Reaktion positiv. Mit einem kleinen Trick kann man nun elektrischen Strom erzeugen. Durch einen Katalysator trennt man das Wasserstoff Atom in den positiven Atomkern und das negative Elektron. Der Weg von der Wasserstoff auf die Sauerstoffseite ist nun zweigeteilt, eine Drahtverbindung und ein Elektrolyt, und das ist der Trick. Der flüssige Elektrolyt leitet nur die Wasserstoffionen, der Draht nur die Elektronen. Auf der anderen Seite (an der Kathode) findet dann die Verbindung mit Sauerstoff statt, welcher aus dem Draht Elektronen aufnimmt und ein negatives Ion bildet. Die beiden Ionen reagieren dann zu Wasser.

Den Elektronenstrom durch den Draht kann man nun nutzen.

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