Brennstoffzellen für den breiten Einsatz fit gemacht

Knallgas unter Kontrolle

Bei Kontakt mit offenem Feuer reagiert Wasserstoff mit Sauerstoff in der sogenannten Knallgasreaktion. Bild vergrößern
Bei Kontakt mit offenem Feuer reagiert Wasserstoff mit Sauerstoff in der sogenannten Knallgasreaktion.

„Houston, wir haben hier ein Problem.“ Mit dieser Meldung von Apollo 13 wurde die Brennstoffzelle schlagartig berühmt. Am 11. April 1970 war ein Sauerstofftank an Bord des Raumschiffs auf dem Weg zum Mond explodiert. Das Merkwürdige war, dass damit die Stromversorgung an Bord ausfiel. Was aber hat Sauerstoff mit elektrischer Energie zu tun? Die mitfiebernden Fernsehzuschauer erfuhren, dass eine „Brennstoffzelle“ an Bord aus Sauerstoff und Wasserstoff elektrischen Strom produzierte. Das dabei entstehende Wasser floss praktischerweise in die Trinkwasserversorgung der Astronauten.

Die erste Brennstoffzelle bastelte der Physikochemiker Christian Friedrich Schönbein bereits 1838. Seine Idee war genial einfach: Er wusste, dass man Wasser mit elektrischer Energie in Wasserstoff und Sauerstoff spalten kann. Diese Elektrolyse drehte Schönbein um. Er steckte zwei Platindrähte in Salzsäure und umspülte den einen Draht mit Wasserstoff, den anderen mit Sauerstoff. Zwischen den beiden Dra?hten konnte er eine elektrische Spannung messen. Fast zur gleichen Zeit kam der englische Forscher Sir William Grove auf dieselbe Idee. Beide gelten heute als Väter der Brennstoffzelle.

Die Grundidee der Wasserstoff-Brennstoffzelle ist also so alt wie einfach. „Das kennen alle aus der Schule“, erklärt Ulrike Krewer, die am Max-Planck-Institut für Dynamik komplexer technischer Systeme in Magdeburg an Brennstoffzellensystemen forscht: „Wenn man Wasserstoff mit Sauerstoff zusammenbringt und entzündet, dann knallt es. Dabei gibt der Wasserstoff ganz schnell seine Elektronen ab, der Sauerstoff nimmt sie auf, und beide verbinden sich zu Wassermolekülen.“ Die Brennstoffzelle zwingt diese Reaktion in eine kontrollierte Bahn. Die dabei frei werdende Energie gibt sie zu einem großen Teil als nutzbare elektrische Energie ab.

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