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Man kann also sagen, die elektrische Energie wird im Wasserstoff gespeichert. Mit dem Wasserstoff haben wir also ein Gas, in dem wir elektrische Energie speichern können, und mit der Brennstoffzelle produzieren wir daraus wieder elektrischen Strom. Die meisten Brennstoffzellen funktionieren mit Luft, so dass der Sauerstoff nicht gespeichert werden muß.
Es gibt verschiedene Brennstoffzellen-Typen , die sich in Aufbau und
Funktions- weise unterscheiden. Exemplarisch soll anhand einer PEM-Brennstoffzelle das grundlegende Arbeitsprinzip beschrieben werden:
Befindet sich an der Anode Wasserstoff und an der Kathode Sauerstoff, läuft folgender Vorgang ab: Ein Wasserstoffmolekül wird unter Abgabe von Elektronen in zwei Wasserstoffatome gespalten. Die entstehendenen Wasserstoff-Ionen wandern durch den für sie durchlässigen Elektrolyten zur Kathode und oxidieren mit Sauerstoff zu Wasser. Damit Wasser entstehen kann, werden die Elektronen benötigt, die vorher an der Anode abgegeben wurden. Der Elektolyt stellt aber einen Isolator dar, durch den sich die Elektronen nicht bewegen können. Verbindet man nun die beiden Elektroden mit einem elektrischen Leiter, so wandern die Elektronen durch diesen von der Anode zur Kathode: es fließt ein nutzbarer, elektrischer Strom.
Dieser Prozess läuft kontinuierlich ab solange ausreichend Wasserstoff und Sauerstoff an Anode und Kathode zur Verfügung stehen.
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