Allgemein
Die Brennstoffzelle kehrt den Prozess der aus dem Schulunterricht bekannten Elektrolyse um. Erinnern wir uns: Bei der Elektrolyse wird Wasser mit Hilfe elektrischer Energie in die gasförmigen Bestandteile Wasserstoff und Sauerstoff zerlegt.

Die Brennstoffzelle nimmt genau diese beiden Stoffe und verwandelt sie wieder in Wasser. Dabei wird theoretisch die Menge elektrischer Energie wieder abgegeben, die bei der Elektrolyse zur Spaltung notwendig war. In der Praxis führen verschiedene physikalisch-chemische Prozesse zu geringfügigen Verlusten.

Es gibt verschiedene Brennstoffzellentypen, die sich in Aufbau und Funktionsweise unterscheiden. Exemplarisch soll anhand einer PEM-Brennstoffzelle das grundlegende Arbeitsprinzip beschrieben werden:

Befindet sich an der Anode Wasserstoff und an der Kathode Sauerstoff, läuft folgender Vorgang ab: Ein Wasserstoffmolekül wird unter Abgabe von Elektronen in zwei Wasserstoffatome gespalten. Die entstehenden Wasserstoff-Ionen wandern durch den für sie durchlässigen Elektrolyten zur Kathode und oxidieren mit Sauerstoff zu Wasser. Damit Wasser entstehen kann, werden die Elektronen benötigt, die vorher an der Anode abgegeben wurden. Der Elektrolyt stellt aber einen Isolator dar, durch den sich die Elektronen nicht bewegen können. Verbindet man nun die beiden Elektroden mit einem elektrischen Leiter, so wandern die Elektronen durch diesen von der Anode zur Kathode: es fließt ein nutzbarer, elektrischer Strom.

Dieser Prozess läuft kontinuierlich ab solange ausreichend Wasserstoff und Sauerstoff an Anode und Kathode zur Verfügung stehen.

Quelle: BEWAG Innovationspark Brennstoffzelle http://www.innovation-brennstoffzelle.de/