Brennstoffzelle
Die Brennstoffzelle ist ein elektrochemisches Gerät, welches die chemische Energie von Wasserstoff oder einem anderen Brennstoff (kann auch flüssig sein) zur Erzeugung von elektrischer Energie nutzt. Wenn die Brennstoffzelle mit Wasserstoff betrieben wird, entsteht Strom, Wasser und Wärme als Endprodukt. Grundsätzlich werden die Brennstoffzellen nach dem eingesetzten Elektrolyten eingeteilt. Die Gliederung bestimmt auch andere Punkte, z.B.: die Art der elektrochemischen Reaktion, die Art des Katalysators, die Betriebstemperatur und der Brennstoff.
Einige Typen von Brennstoffzellen sind:
- Schmelzkarbonat-Brennstoffzellen (MCFC)
- Phosphorsäure-Brennstoffzellen (PAFC)
- Polymerelektrolyt-Membran-Brennstoffzellen (PEMFC)
- Reversible Brennstoffzellen (RFC)
- Festoxid-Brennstoffzellen (SOFC)
- Alkalische Brennstoffzellen (AFC)
- Direkt-Methanol-Brennstoffzellen (DMFC).
Elektrolyse
Ist ein Prozess, bei welchem elektrischer Strom durch eine elektrolytische Lösung oder ein geeignetes Fluid fließt, um eine chemische Reaktion hervorzurufen (beispielsweise: Elektrolyse von Wasser zur Erzeugung von Sauerstoff und Wasserstoff).
Elektrolyt
Ist eine Verbindung, die geladene Teilchen bzw. Elektrizität leiten kann. In Brennstoffzellen hat das Elektrolyt die Aufgabe, Ionen zwischen den Elektroden (Anode und Kathode) zu transportieren. Außerdem könne keinen Elektronen über das Elektrolyt ausgetauscht werden, da es undurchlässig gegenüber Elektronen ist.
Elektrode
Eine Elektrode ist ein Leiter, durch welchen Elektronen in einen Elektrolyten aus- oder eintreten. Brennstoffzellen und Batterien besitzen eine negative und eine positive Elektrode. Wobei die positive Elektrode als Kathode und die negative Elektrode als Anode bezeichnet wird.
Anode
Die Anode ist die Elektrode an der die Oxidation (=Elektronenverlust) geschieht. Bei der Brennstoffzelle ist die Anode der Minuspol. Bei elektrolytischen Zellen ist die Anode der Pluspol.
Kathode
An der Elektrode findet eine chemische Reduktion statt (zunahme an Elektronen). Bei Brennstoffzellen und andersartigen galvanischen Zellen ist die Kathode der positive Spannungsanschluss. Bei elektrolytischen Zellen (wo Elektrolyse stattfindet) ist die Kathode der negative Spannungsanschluss.