Was ist eine Festoxid-Brennstoffzelle?

Die erste Brennstoffzelle wurde 1839 geschaffen, als Sir William Grove die Hypothese aufstellte, dass eine Umkehrung des Verfahrens Strom und Wasser erzeugen könnte, wenn ein elektrischer Strom Wasser in Sauerstoff und Wasserstoff aufspalten könnte. Er hatte recht. Andere Wissenschaftler verfeinerten seine Experimente und schufen eine sogenannte Brennstoffzelle.

Heute gibt es eine Vielzahl von Brennstoffzellen, die jeweils eine andere Chemie zur Energieerzeugung verwenden. Brennstoffzellen werden nach dem verwendeten Elektrolyten und der erforderlichen Betriebstemperatur kategorisiert. Aufgrund der unterschiedlichen Chemie von Brennstoffzellen eignen sich einige Brennstoffzellen besser für kleinere mobile Anwendungen, während andere stationäre Kraftwerke besser antreiben.

Die Festoxid-Brennstoffzelle (SOFC) ist eine Art Brennstoffzelle, die stationäre Kraftwerke am besten mit Energie versorgt. Eine SOFC arbeitet bei einer sehr hohen Temperatur von etwa 700 bis 1000 Grad Celsius (1.290 bis 1.830 Grad Fahrenheit). Herkömmliche Erkenntnisse lassen vermuten, dass ein Betrieb bei einer so hohen Temperatur eine geringere Zuverlässigkeit anzeigt, da die Teile der Brennstoffzelle aufgrund der Hitze so häufig ausfallen würden. Die Erfahrung hat jedoch gezeigt, dass der Hauptverschleiß durch solch extreme Hitze auftritt, wenn die Brennstoffzellen ein- und ausgeschaltet werden. Wenn die SOFC für längere Zeit eingeschaltet bleibt, hat sich tatsächlich gezeigt, dass sie unter solchen Bedingungen die längste Lebensdauer aller Brennstoffzellen aufweist. Daher eignet sich die SOFC besonders gut für Kraftwerke, die Städte oder Fabriken ständig mit Energie versorgen müssen.

Ein weiterer Vorteil der hohen Betriebstemperatur der SOFC besteht darin, dass sie so viel Dampf erzeugt, dass sie auch zum Antrieb von Turbinen verwendet werden kann, wodurch noch mehr Strom erzeugt wird als nur die Brennstoffzellenchemie. Wenn eine Brennstoffzelle beide Arten von Elektrizität erzeugen kann, wird dieser Prozess als Kraft-Wärme-Kopplung (KWK) bezeichnet, wodurch die Gesamteffizienz des Brennstoffsystems verbessert wird.