Das 1x1 der Brennstoffzelle
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Die Funktionsweise der Brennstoffzelle besticht durch ihre Einfachheit:

Als erster Schritt wird Wasserstoff einer Elektrode (Anode) zugeführt, die mit einem Katalysator aus feinverteiltem Platin beschichtet ist. Mit Hilfe des Katalysators wird das Molekül zunächst in einzelne Atome gespalten und anschließend unter Abgabe je eines negativ geladenen Teilchens (Elektron) zu positiv geladenen Teilchen (Protonen, H+) ionisiert.





Die Anode ist im Kontakt mit einer gasdichten, protonenleitenden Membran, welche die Gase Wasserstoff und Sauerstoff räumlich voneinander trennt und gleichzeitig als Elektrolyt dient.
Nur so kann gewährleistet werden, dass der bei der chemischen Reaktion stattfindende Elektronenaustausch nicht innerhalb der Zelle, sondern über einen äußeren Stromkreis stattfindet.
Nur die an der Anode entstandenen Protonen können den Elektrolyten – die "Trennwand" – passieren und hinterlassen an der Wasserstoffelektrode negativ geladene Elektronen.

An der Kathode werden Sauerstoffmoleküle durch einen Katalysator gespalten (dissoziiert) und sind somit in der Lage, aus der Anode Elektronen aufzunehmen, die über den Stromkreis herangeführt werden.
Die an der Kathode erzeugten negativen Ionen reagieren schließlich mit den Protonen an der Membran zu Wasser. Dadurch bildet sich an der Sauerstoffelektrode ein positives Potenzial, das zur Stromgewinnung genutzt wird.
Zwischen beiden Elektroden entsteht somit eine elektrische Spannung (Potenzialdifferenz), die einen Verbraucher, beispielsweise einen Elektromotor, antreiben kann.

Dr. Heinrich Lienkamp
Infraserv Höchst, Geschäftsfeld Energien
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