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6 Stand des Wissens<br />
des gewohnten Lebensstandards unter Verringerung der ökologischen Auswirkung<br />
dar. Die Brennstoffzelle stellt einen nahezu 100 % emissionsarmen Energiewandler<br />
dar [Dre 1994].<br />
2.1.1 Funktionsweise, Konzept und Aufbau<br />
Die Brennstoffzelle ist eine vielversprechende Technologie zur Umwandlung<br />
elektrochemischer Energie in elektrische Energie. Tabelle 2-1 illustriert eine<br />
allgemeine Übersicht über die derzeit verwendeten Brennstoffzellen-Typen. Eine<br />
prinzipielle Unterscheidung der verschiedenen Brennstoffzellen-Typen lässt sich<br />
durch ihre Betriebstemperatur in drei Kategorien klassifizieren: Nieder-, Mittel- und<br />
Hochtemperatur-Brennstoffzelle. Für die Nieder- und Mitteltemperatur-Brennstoffzellen<br />
ist der zulässige verwendete Brennstoff der Wasserstoff. Diese Brennstoffzellen-Typen<br />
verzeichnen ein weitgehend hohes Entwicklungsstadium im<br />
Gegensatz zu Schmelzcarbonat- (Methanol Carbonat Fuel Cell: MCFC) und Fest-<br />
Elektrolyt-Brennstoffzellen (SOFC). Diese beiden zuletzt benannten BSZ-Typen<br />
lassen zusätzlich zu Wasserstoff den Einsatz von Kohlegas (durch eine partielle<br />
Verbrennungsreaktion) und gasförmige Kohlenwasserstoffe wie CH4 als Brennstoff<br />
zu und werden wegen ihrer hohen Betriebstemperatur als Hochtemperatur-<br />
Brennstoffzellen bezeichnet.<br />
Tab. 2-1. Übersicht über die derzeit verwendeten Brennstoffzellen-Typen<br />
Klasse<br />
[Blu 2005].<br />
Bezeichnung Typ Elektrolyt Temp-bereich<br />
AFC<br />
Niedertemp.<br />
Alkaline Fuel Cell<br />
(Alkalische BSZ)<br />
(6 -7 molare KOH) 60 - 120 <strong>°C</strong><br />
PEFC (PEM) Polymer Electrolyte FC<br />
(Polymerelektrolyt BSZ)<br />
protonleitenden<br />
Kunstoffmembran<br />
60 - 90 <strong>°C</strong><br />
Mitteltemp. PAFC<br />
Polymer Acid FC<br />
(Phosphorsäure BSZ)<br />
Hochkonzentrierte<br />
Phosphorsäure<br />
200 <strong>°C</strong><br />
Hochtemp.<br />
MCFC<br />
SOFC<br />
Molten Carbonate FC<br />
(Karbonatschmelze BSZ)<br />
Soilid Oxide FC<br />
(Oxidkeramische BSZ)<br />
Gemisch aus Lithium<br />
und Kaliumkarbonat<br />
sauerstoffionenleitfähige<br />
keramik (Zirkonoxid 8YSZ)<br />
650 <strong>°C</strong><br />
700 - 1000 <strong>°C</strong><br />
Im Rahmen dieser Arbeit wird die Aufmerksamkeit nur auf die Fest-Elektrolyt-Brennstoffzelle<br />
(SOFC) fokussiert.
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