Wie funktioniert eine Brennstoffzelle?
Wasserstoff und Sauerstoff reagieren in der Brennstoffzelle elektrochemisch – ohne Verbrennung – zu Strom, Wärme und reinem Wasser. An den Elektroden entsteht ein Elektronenfluss; als Mikro-Kraft-Wärme-Kopplung liefert die Zelle Strom und Heizwärme zugleich.
- 40–60 %elektrischer Wirkungsgrad
- 85–90 %Gesamtwirkungsgrad als KWK
- H₂Oeinziges Abgas ist Wasser
Reaktion statt Verbrennung
Anders als ein Blockheizkraftwerk verbrennt die Brennstoffzelle nichts. Sie kehrt die Elektrolyse um: Statt Wasser mit Strom in Wasserstoff und Sauerstoff zu spalten, erzeugt sie aus beiden Gasen direkt Strom.
- Wasserstoff strömt zur Anode, Luftsauerstoff zur Kathode.
- Zellstapel und Membran: An den Elektroden werden Ladungen getrennt, es fließt ein Elektronenstrom.
- Strom: Die Elektronen liefern nutzbaren Gleichstrom, den die Leistungselektronik umwandelt.
- Wärme und Wasser: Die Reaktionswärme heizt das Heizwasser, als Abgas entsteht reines Wasser.
Zukunftstechnik im Energiesystem
Als Mikro-KWK im Gebäude liefert eine Brennstoffzelle hohe elektrische Wirkungsgrade und zugleich Wärme. Ihre Klimabilanz steht und fällt mit der Herkunft des Wasserstoffs – nur grüner Wasserstoff aus erneuerbarem Strom ist klimaneutral.
Noch ist die Technik vergleichsweise teuer und der Wasserstoff knapp. Im Portfolio gilt sie als Zukunftsbaustein, der Erzeuger wie Photovoltaik und Speicher ergänzt.
Häufige Fragen
Ist eine Brennstoffzelle klimaneutral?
Nur mit grünem Wasserstoff, der aus erneuerbarem Strom per Elektrolyse gewonnen wird. Wird der Wasserstoff aus Erdgas hergestellt, entstehen dabei CO₂-Emissionen. Die Zelle selbst gibt im Betrieb nur Wasser ab.
Was ist der Unterschied zum BHKW?
Beide liefern Strom und Wärme, aber das BHKW verbrennt Brennstoff in einem Motor, die Brennstoffzelle reagiert elektrochemisch ohne Verbrennung. Die Brennstoffzelle erreicht höhere elektrische Wirkungsgrade und ist nahezu geräuschlos.
Wo wird die Brennstoffzelle schon eingesetzt?
In Mikro-KWK-Geräten für Gebäude, in der Notstromversorgung und zunehmend in der Mobilität. Im Wärmemarkt ist sie heute eine Nische, gewinnt mit der Verfügbarkeit von grünem Wasserstoff aber an Bedeutung.