Die Brennstoffzelle ist ein elektrochemisches Gerät, das Wasserstoff und Sauerstoff in Wasser, Wärme und elektrische Energie umwandeln kann. Die Brennstoffzelle ist wartungsarm und nicht teuer im Betrieb. Die Brennstoffzelle hat viele Einsatzmöglichkeiten, insbesondere in Fahrzeugen, Gebäuden und Raumstationen.
Die Brennstoffzelle ist ein elektrochemisches Gerät, das Wasserstoff und Sauerstoff in Wasser, Wärme und elektrische Energie umwandeln kann
Brennstoffzellen sind elektrochemische Geräte, die Wasserstoff und Sauerstoff in Wasser, Wärme und elektrische Energie umwandeln. Sie sind sehr effizient bei der Nutzung von Energie. Brennstoffzellen werden in vielen verschiedenen Bereichen eingesetzt, z. B:
- zur Erzeugung von Strom aus erneuerbaren Energiequellen wie Wind, Sonne oder Erdwärme
- zur Stromversorgung von Elektroautos oder -bussen (siehe Abschnitt unten)
Zusätzlich zu diesen Anwendungen können Brennstoffzellen auch zu Hause zum Betrieb von Geräten wie Fernsehern und Kühlschränken eingesetzt werden.
Die Brennstoffzelle gilt als ein sehr umweltfreundliches Gerät, da sie nur Wasser produziert.
Die Brennstoffzelle ist eine saubere Energiequelle. Die Brennstoffzelle erzeugt nur Wasser und Wärme, ohne schädliche Emissionen. Das Wasserstoffgas in der Brennstoffzelle wird durch eine chemische Reaktion mit Sauerstoff in Strom umgewandelt, so dass keine externe Energiequelle für den Umwandlungsprozess erforderlich ist. Das bedeutet, dass dieses Gerät während des Betriebs weder Kohlendioxid noch Treibhausgase erzeugt. Im Gegensatz zu anderen Geräten, die mit fossilen Brennstoffen betrieben werden (z. B. Kohlekraftwerke), entstehen bei der Verbrennung dieser Brennstoffe auch keine schwefeldioxid- oder stickoxidhaltigen Abgase – die bei Einatmung großer Mengen zu Atembeschwerden führen können – oder Quecksilberverbindungen, die bei Aufnahme durch Menschen oder Tiere mit neurologischen Schäden in Verbindung gebracht werden.
Brennstoffzellen sind wartungsarm und nicht teuer im Betrieb.
Aufgrund ihrer einfachen Konstruktion sind Brennstoffzellen sehr wartungsfreundlich. Sie benötigen wenig Strom für den Betrieb und verwenden keine Verschleißteile. Infolgedessen können Brennstoffzellen bis zu 2 Jahre lang ohne Austausch oder Wartung betrieben werden; das macht sie viel umweltfreundlicher als andere Arten von Stromerzeugungssystemen.
Außerdem sind Brennstoffzellen im Vergleich zu anderen Stromerzeugungsanlagen wie Sonnenkollektoren oder Windturbinen kostengünstig im Betrieb. Brennstoffzellensysteme erzeugen saubere Energie zu etwa der Hälfte der Kosten pro Einheit im Vergleich zu herkömmlichen kohlebetriebenen Kraftwerken (2 Cent pro Kilowattstunde [kWh] gegenüber 4 Cent kWh). Damit sind sie eine hervorragende Energiequelle für kabelloses Laden.
Wer hat die wasserstoff Brennstoffzelle erfunden?
Die erste Brennstoffzelle wurde von Sir William Grove, einem walisischen Wissenschaftler, erfunden. Er wurde 1811 geboren und starb im Jahr 1890. Sir William Grove war ein Chemiker, der die Brennstoffzelle erfand.
Er war der erste, der entdeckte, dass Wasserstoff und Sauerstoff zur Erzeugung von Elektrizität verwendet werden können.
Brennstoffzellen sind wartungsarm und nicht teuer im Betrieb.
Brennstoffzellen sind einfache Geräte, die wenig Wartung erfordern. Für ihren Betrieb benötigen sie keinen Strom. Daher haben Brennstoffzellen eine sehr lange Lebensdauer und müssen nicht so oft ausgetauscht werden wie andere Arten von Stromerzeugern.
Außerdem verbrauchen Brennstoffzellen bei ihrem Betrieb weit weniger Kraftstoff als Verbrennungsmotoren. Das liegt daran, dass sie chemische Energie direkt in elektrische Energie umwandeln; es wird also keine Wärme oder Kohlendioxid freigesetzt wie bei Verbrennungsmotoren.
Wer liefert die Brennstoffzellen für Hyundai?
Hyundai hat mit dem US-Energieministerium zusammengearbeitet, um die Technologie zu entwickeln, und verfügt derzeit über eine Teststrecke in Kalifornien und eine in Arizona. Auch in Korea gibt es eine Teststrecke, die 2014 eröffnet wurde und auf der verschiedene Fahrbedingungen wie Glatteis und extreme Hitze simuliert werden können.
Letztendlich hofft Hyundai, diese Elektroautos bis 2021 auf den Markt bringen zu können, aber das ist noch nicht alles. Das Unternehmen erklärte, dass es plant, bis 2030 100 % seiner Fahrzeuge als Elektro- oder Hybridfahrzeuge zu verkaufen.
Dies ist ein großer Schritt von Hyundai, dem drittgrößten Autohersteller der Welt hinter Toyota und Volkswagen. Das Unternehmen hat im vergangenen Jahr 2,6 Millionen Autos verkauft, und es wird geschätzt, dass Elektrofahrzeuge nur 3 % des Weltmarktes ausmachen.
Hyundai ist mit seinen Bemühungen, die Zahl der Elektrofahrzeuge auf den Straßen zu erhöhen, nicht allein. Tesla, ein weiterer Autohersteller, der sich in der Elektrofahrzeugbranche einen Namen gemacht hat, kündigte Anfang des Jahres an, bis 2020 einen Sattelschlepper und einen elektrischen Pickup-Truck auf den Markt zu bringen. Das Unternehmen gab an, dass diese beiden neuen Modelle eine Reichweite von bis zu 500 Meilen pro Ladung haben und in nur 20 Sekunden von 0 auf 100 km/h beschleunigen können.
Wer liefert die Brennstoffzellen für Toyota?
Der Toyota Mirai verwendet Wasserstoff-Brennstoffzellen, um seinen Elektromotor anzutreiben, weshalb Sie im Kofferraum Wasserstofftanks sehen werden. Für die Lieferung dieser Brennstoffzellen ist das Unternehmen eine Partnerschaft mit Air Liquide eingegangen.
Air Liquide ist ein französisches Unternehmen, das Industriegase und Dienstleistungen für Kunden in aller Welt anbietet. Das Unternehmen arbeitet auch mit Hyundai zusammen, einem anderen Autohersteller, der in einigen seiner Fahrzeuge Wasserstoff-Brennstoffzellen einsetzt.
Um das Beste aus der Technologie herauszuholen, sucht Hyundai nach einem Partner, der Erfahrung mit der Erprobung von Fahrzeugen unter extremen Bedingungen hatToyota gibt an, dass jeder Mirai-Tank in etwa fünf Minuten aufgetankt werden kann und eine Reichweite von etwa 300 Meilen bietet. Das Unternehmen behauptet auch, dass das Auto in der Lage ist, bis zu 100 MPGe (miles per gallon equivalent) zu erreichen, was besser ist als jedes andere Fahrzeug auf der Straße heute..
Brennstoffzellen sind wartungsarm und nicht teuer im Betrieb.
Brennstoffzellen sind einfache Geräte, die wenig Wartung erfordern. Es muss kein Öl gewechselt oder Zündkerzen ausgetauscht werden. Brennstoffzellen benötigen für ihren Betrieb keinen Strom, und sie sind sehr effizient bei der Umwandlung von Wasserstoff in Strom. Sie können auch an abgelegenen Orten eingesetzt werden, da sie für ihren Betrieb keine externen Stromquellen benötigen.
Brennstoffzellen verbrauchen zwar Treibstoff, der von Zeit zu Zeit nachgefüllt werden muss, aber die Treibstoffkosten sind im Vergleich zu konventionellen Fahrzeugen extrem niedrig, da die meisten Treibstoffe sehr preiswert sind (Wasserstoff wird aus Wasser gewonnen) und pro Fahrt nur eine kleine Menge Treibstoff benötigt wird.
Die Brennstoffzelle hat viele Einsatzmöglichkeiten, vor allem im Bereich von Fahrzeugen, Gebäuden und Raumstationen.
Neben Fahrzeugen, Gebäuden und Raumstationen werden Brennstoffzellen auch in U-Booten eingesetzt. Sie treiben auch Raketen und Satelliten an.
Eine weitere Anwendung für Brennstoffzellen sind Flugzeuge. Sie werden zum Betrieb der Hilfstriebwerke (APUs) verwendet, die Flugzeuge mit Strom versorgen.
Brennstoffzellen werden auch als Energiequelle für Raumschiffe und andere Fahrzeuge genutztBrennstoffzellen werden auch in vielen anderen Anwendungen eingesetzt, etwa in Gabelstaplern, Bussen und Autos. Die Brennstoffzellentechnologie gibt es bereits seit dem 19. Jahrhundert, aber erst in den letzten Jahrzehnten wurden Brennstoffzellen für den breiten Einsatz praktisch.
Brennstoffzellen sind anders als Batterien. Sie nutzen eine elektrochemische Reaktion, um Strom zu erzeugen, weshalb sie auch oft als „Stromgeneratoren“ bezeichnet werden.
Wie schwer ist eine Brennstoffzelle?
Eine typische Brennstoffzelle hat etwa die Größe eines Laptops und wiegt weniger als 23 Kilogramm. Dadurch lassen sie sich leicht in Autos und Bussen installieren, wo sie Batterien ersetzen können, die Hunderte von Pfund oder mehr wiegen.
Brennstoffzellen werden auch in Privathaushalten und Büros eingesetzt, aber diese Modelle sind in der Regel größer, da sie genug Strom für ganze Gebäude erzeugen.
Brennstoffzellen sind äußerst effizient, wenn es darum geht, Erdgas in Strom umzuwandeln. Sie können mehr als doppelt so effizient sein wie Verbrennungsmotoren, was bedeutet, dass sie weniger Kraftstoff verbrauchen und weniger Emissionen erzeugen.
Wie gewinnt man Wasserstoff und Sauerstoff für die Brennstoffzelle?
Wasserstoff und Sauerstoff können aus einer Vielzahl von Quellen gewonnen werden. Einige Quellen sind erneuerbar, wie Wind- und Sonnenenergie, andere sind nicht erneuerbar, wie fossile Brennstoffe.
Die gebräuchlichste Methode zur Gewinnung von Wasserstoff ist die Elektrolyse. Bei diesem Verfahren wird Strom verwendet, um Wasser in seine Bestandteile zu zerlegen: Wasserstoffgas (H2) und Sauerstoffgas (O2). Der Strom kann aus vielen Quellen stammen, darunter Solarzellen oder Windturbinen. Wasserstoff kann auch durch den Abbau von Biomasse in einem organischen Lösungsmittel namens Methanol erzeugt werden, das neben Wasserstoff- und Sauerstoffmolekülen auch Kohlenstoff enthält; diese Technik ist als „Methanolreformierung“ oder „Dampfreformierung“ von Biomasse bekannt.
Sauerstoff ist in der Luft enthalten, die wir bei jedem Ausatmen ausatmen – er macht 21 % unserer Atmosphäre aus!
Fazit
Zusammenfassend lässt sich sagen, dass Brennstoffzellen als umweltfreundlich gelten, da sie weitaus weniger Umweltverschmutzung verursachen als herkömmliche Stromerzeugungsmethoden. Sie produzieren auch viel weniger Abfall als andere Formen der Energieerzeugung wie Kohle oder Öl. Das durch die Reaktion erzeugte Wasserstoffgas ist außerdem sehr sauber und kann leicht in Pipelines oder sogar in Erdgasleitungen transportiert werden, die bereits heute im ganzen Land gebaut werden.