Das elektrische Betriebsverhalten eines PEM - Institut für Elektrische ...
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Tabelle 2 Brennstoffzellentypen und deren spezifische Eigenschaften (Teil 2, Quelle: [3]).<br />
1.4.1 Alkalische Brennstoffzelle (AFC)<br />
Alkalische Brennstoffzellensysteme sind seit den 50er Jahren besonders in Amerika und<br />
Europa bis zur technischen Reife entwickelt worden. Sie verwenden konzentrierte Kalilauge<br />
(3-50 Gewichtsprozent) und können in einem weiten Temperaturbereich von 20 bis 90 °C<br />
betrieben werden. In der Regel liegt die Betriebstemperatur bei 60 °C. Die Teilreaktionen der<br />
alkalischen Brennstoffzelle lauten:<br />
Anode:<br />
− −<br />
H<br />
2<br />
+ 2OH<br />
+ 2e<br />
→ 2H<br />
2O<br />
, (18)<br />
Kathode:<br />
1<br />
− −<br />
O2 + H<br />
2O<br />
→ 2OH<br />
+ 2e<br />
. (19)<br />
2<br />
Die alkalische Brennstoffzelle erzielt die höchsten Wirkungsgrade, da die Kinetik der Sauerstoffreduktion<br />
in alkalischen Elektrolyten schneller als in sauren Medien abläuft. Für ihren<br />
Betrieb sind allerdings reiner Wasserstoff und Sauerstoff erforderlich, denn der alkalische<br />
Elektrolyt reagiert mit dem in der Luft enthaltenen Kohlendioxid und Kaliumkarbonat, das die<br />
Poren der porösen Gasdiffusionselektroden bereits nach kurzer Zeit blockiert. Wichtige Systemkomponenten<br />
der alkalischen Zellen stellen die Elektrolytumwälzung und die Reaktionswasserausschleusung<br />
dar.<br />
Auf Grund der CO 2 -Unverträglichkeit beschränkt sich der Einsatz von AFC auf Anwendungen,<br />
bei denen hochreine Gase vorhanden sind. So wurden alkalische Brennstoffzellen in<br />
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