Die Brennstoffzelle – Technik der Zukunft?!

Im Jahre 1838 konstruierte der deutsch-schweizerische Chemiker und Physiker Christian Friedrich Schönbein eine erste einfache Brennstoffzelle. Dazu umspülte er zwei Platindrähte in Salzsäure mit Wasserstoff beziehungsweise Sauerstoff und bemerkte eine elektrische Spannung. Seine Ergebnisse zu diesem Versuch veröffentlichte er ein Jahr später. Auch Sir William Grove aus England gehört zu den Wegbereitern der Brennstoffzelle. Zusammen mit Schönbein erkannte er in der Anordnung die Umkehrung der Elektrolyse und startete eine Vielzahl weiterer Versuche. Das Phänomen wurde bekannter und man hoffte sogar, dass sich mit dieser Entdeckung die Kohle- und Dampfmaschinen zukünftig gegen einen Brennstoffzellenantrieb austauschen ließen.

Dynamomaschine verdrängt Brennstoffzelle

Doch die Zeit der Brennstoffzelle schien einfach noch nicht reif, denn aufgrund der Erfindung des elektrischen Generators (damals Dynamomaschine genannt), geriet die Brennstoffzelle wieder etwas in Vergessenheit. Die Dynamomaschine in Verbindung mit der Dampfmaschine war in Bezug auf Brennstoff und Materialien um einiges unkomplizierter als die Brennstoffzelle. In den 1950er-Jahren wurden in der Raumfahrt und beim Militär kompakte und auch leistungsfähige Energiequellen benötigt. Erst jetzt beschäftigte man sich wieder mit dem Prinzip der Brennstoffzelle und entwickelte sie so weit weiter, dass sie ab 1963 an Bord eines Satelliten für die Apollo- und Gemini-Raumkapseln genutzt wurde.
Bereits vier Jahre zuvor, im Jahr 1959, präsentierte Allis-Chalmers den ersten Prototyp eines brennstoffzellenbetriebenen Fahrzeugs, einen Traktor. Anschließend wurde es wieder etwas ruhiger um den revolutionären Energiespeicher.

Vielfältige Einsatzmöglichkeiten

Geforscht und experimentiert wurde und wird weiterhin. So konnte die Brennstoffzelle mittlerweile in vielen Bereichen Erfolge feiern. Sie kam in der Raumfahrt, der Schifffahrt, beim Schienenverkehr, der Mobiltelefonie und nicht zuletzt in der Automobilindustrie zum Einsatz. Einige Automobilfirmen beschäftigen sich bereits seit 20 Jahren mit der Brennstoffzelle. Ganz aktuell steht sie auch wieder im Fokus, denn sie wäre eine praktische Ergänzung zu batterieelektrischen Autos. Auf den ersten Blick liegen die Vorteile eines batteriebetriebenen Autos auf der Hand: der Ausstoß von gesundheitsschädlichen Stickoxiden oder Partikeln entfällt. Allerdings wird nicht nur eine erhebliche Menge an CO2 während der Stromerzeugung fürs Fahren und die Fertigung der Akkus freigesetzt, sondern auch der Materialverbrauch für die Batteriefertigung ist nicht zu unterschätzen.

Das Potential der Brennstoffzelle endlich erkannt?

Ein Motorenbetrieb per Brennstoffzelle könnte sich da als Alternative erweisen. Nach einer Studie von PricewaterhouseCoopers wird zwar rund doppelt so viel Strom für die Fahrenergie benötigt, aber sie kann dafür mit anderen Vorteilen punkten. Wasserstofftanks sind viel simpler aufgebaut als Batterien, denn sie bestehen aus einfachem Kohlefaserverbundwerkstoff. Sie sind in nur drei Minuten gefüllt, können bei der Reichweite mit traditionellen Autos mithalten und der Einsatz an Ressourcen ist vergleichsweise niedrig.
Japanische und koreanische Autohersteller sind von der Brennstoffzelle bereits überzeugt. Hyundai stellte aktuell in Las Vegas bereits die zweite Generation seines Brennstoffzellen-SUVs Nexo vor. Bild oben rechts: Schematische Darstellung des Funktionsprinzips (Bild: Christoph Lingg/commons.wikimedia.org)Bild unten links: Methanol Brennstoffzelle Mercedes Benz Necar (Bild: HDP, Lizenz: CC BY-SA 2.5)