Wasserstoff-Brennstoffzellen

Im Prinzip funktioniert eine Brennstoffzelle wie eine Batterie. Im Gegensatz zu einer Batterie entlädt sich eine Brennstoffzelle nicht und muss auch nicht wieder aufgeladen werden. Sie produziert Energie in Form von Strom und Wärme, wenn Brennstoff zugeführt wird. Eine Brennstoffzelle besteht aus zwei Elektroden, die um einen Elektrolyten herum angeordnet sind. Sauerstoff strömt über die eine Elektrode und Wasserstoff über die andere, wobei Strom, Wasser und Wärme erzeugt werden. Der Brennstoff Wasserstoff wird in die Anode der Brennstoffzelle eingespeist.

Sauerstoff (oder Luft) gelangt über die Kathode in die Brennstoffzelle. Angeregt durch einen Katalysator spalten sich die Wasserstoffatome in Protonen und Elektronen auf. Die PEM lässt nur die Protonen zur Kathode durch, die Elektronen müssen sich einen Weg durch einen externen Stromkreis bahnen und erzeugen dabei einen elektrischen Strom. Die Protonen und Elektronen rekombinieren dann mit dem Sauerstoff an der Kathode, um Wasser zu bilden. Ein Brennstoffzellensystem, das einen "Brennstoffreformer" enthält, kann den Wasserstoff aus jedem Kohlenwasserstoffbrennstoff nutzen - von Erdgas über Methanol bis hin zu Benzin. Da die Brennstoffzelle auf Chemie und nicht auf Verbrennung beruht, wären die Emissionen eines solchen Systems immer noch viel geringer als die Emissionen der saubersten Brennstoffverbrennungsprozesse. Es kann ein typischer Prozesswirkungsgrad von 80 % erreicht werden, was mehr als doppelt so hoch ist wie bei einem Verbrennungsmotor.