Brennstoffzellen sind im Gegensatz zur Batterie keine Energiespeicher, sondern elektrochemische Energiewandler. Dabei wird elektrischer Strom durch „kalte Verbrennung“ erhalten. Als aussichtsreichster Typ für den mobilen Bereich wird die Brennstoffzelle mit Polymer-Elektrolytmembran gesehen. Der wesentliche Vorteil der Brennstoffzelle sind die extrem geringen Schadstoff-Emissionen.
Wie Funktioniert eine Brennstoffzelle?: Die Brennstoffzelle ist durch eine dünne Kunststofffolie, die Polymer – Elektrolyt – Membran (PEM) in zwei Teile getrennt. Die Folie ist auf jeder Seite mit einem Katalysator und einer gasdurchlässigen Elektrode beschichtet.
Durch die feinen Gaskanäle strömen Wasserstoff und Sauerstoff von einer Seite zur anderen. Der Katalysator zerlegt den Wasserstoff in ein Elektron und ein Proton. Die positiv geladenen Protonen können durch die PEM – Folie hindurchschlüpfen, die negativen Elektronen aber nicht. Dadurch wird eine Spannung erzeugt. Verbindet man die Elektroden, fließt ein Gleichstrom. Als Resultat dieser elektrochemischen Reaktion entsteht reines Wasser (H2O).
Kaltstartfähige Brennstoffzelle
Lange Zeit galt die unzureichende Startfähigkeit der Brennstoffzelle bei Temperaturen unter dem Gefrierpunkt als größtes Hindernis auf dem Weg zur Markteinführung der Technologie: Das Vereisen der Brennstoffzelle schädigte die empfindlichen Elektroden und verhinderte zudem die weitere Gasversorgung der Brennstoffzellen-Stacks, so dass die Stromerzeugung umgehend zum Erliegen kam. 2004 gelang DaimlerChrysler der Durchbruch: Durch den Einsatz neuer Materialien und eine gezielt veränderte Elektrodenstruktur kann Wasser am Ort der Umsetzung von Wasserstoff und Sauerstoff nun nicht mehr zu Eis gefrieren. So lassen sich DaimlerChrysler Brennstoffzellen-Fahrzeuge künftig bei Temperaturen von bis zu 20 °C starten.
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