Brennstoffzelle 06:25 min

Guten Tag und herzlich willkommen. In diesem Video geht es um die Brennstoffzelle.Das Video gehört zur Reihe Elektrochemie. An Vorkenntnissen solltest du wissen, was Basen, Säuren und Salze sind. Du weißt, was die Dissoziation bedeutet und du weißt auch, was die Knallgasreaktion ist. Im Video möchte ich dir die Funktion der Brennstoffzelle erklären und einige Verwendungsmöglichkeiten nennen. Der Film besteht aus fünf Abschnitten. 1. Die Entdeckung, 2. Saure Zelle, 3. Alkalische Zelle, 4. Vorteil gegenüber Verbrennungskraftmaschinen und 5. Verwendung. 1. Die Entdeckung. Die Brennstoffzelle wurde bereits 1838 von Friedrich Christoph Schönbein entdeckt. Seinen Versuchsaufbau muss man sich wohl so vorstellen: Er hatte zwei Metallplatten angeordnet. Diese befanden sich in einem Gefäß. Die Metallplatten dienten ihm als Metallelektroden. Sie tauchten in eine starke anorganische Säure ein. Durch die Säurelösung leitete Schönbein an der einen Elektrode Wasserstoffgas ein. Als er die beiden Elektroden mit einem Strommessgerät verband, stellte er fest, dass ein Strom floss. Ob er durch die andere Elektrode Sauerstoff oder Luft leitete oder einfach nur so maß, ist nicht ganz genau übermittelt. 2. Saure Zelle. Für die saure Zelle benötigen wir genau wie Schönbein ein Gefäß. In ihm sind die zwei Elektroden angeordnet. Sie bestehen aus porösem Nickel. Das heißt, das Metall hat hier eine große Oberfläche. Die Elektroden tauchen in eine Schwefelsäurelösung. Unter Druck leitet man nun an der einen Elektrode Wasserstoff ein. Die andere Elektrode wird von gasförmigen Sauerstoff umspült. An beiden Elektroden beginnt es zu sprudeln. An der linken Elektrode reagieren 2H2->4H^+ + 4e^-. Elektronenabgabe bedeutet Oxidation. An der rechten Elektrode reagiert O2+4H^+ +4e^- ->2H2O. Elektronenaufnahme bedeutet Reduktion. Bei der Gesamtreaktion reagieren 2H2+O2->2H2O. Die Elektroden erhalten unterschiedliche Ladungen und eine angeschlossene Glühlampe kommt zum Leuchten. 3. Basische Zelle. Die basische Zelle hat den Vorteil, dass Nickel nicht so stark wie im sauren Medium angegriffen wird. Normalerweise wird man eine Lösung von Natriumhydroxid in Wasser verwenden. Diese bildet Hydroxidionen OH^-. Ansonsten sind die Versuchsbedingungen gleich. An der linken Elektrode reagieren 2H2+4OH^- ->4H2O+4e^-. Elektronenabgabe bedeutet, ja ihr wisst es ja, Oxidation. An der rechten Elektrode reagiert O2+2H2O+4e^- ->4OH^-. Elektronenaufnahme bedeutet Reduktion. Bei der Gesamtreaktion reagieren 2H2+O2->2H2O. 4. Vorteil gegenüber Verbrennungskraftmaschinen. Als Erstes unterscheiden sie sich durch ihren Wirkungsgrad. Bei der Brennstoffzelle liegt er klar über 50 %, bei Verbrennungskraftmaschinen klar unter 50 %. Auch die Umweltwirkung ist verschieden. Die Brennstoffzelle liefert keine schädlichen Verbindungen, nur Wasser. Verbrennungskraftmaschinen können die Umwelt schädigen, zum Beispiel durch Kohlenstoffdioxid. Auch bei Lautstärke gibt es Unterschiede. Brennstoffzellen arbeiten ausnehmend leise. Ich möchte sagen, sogar lautlos. Verbrennungskraftmaschinen hingegen sind in der Regel recht laut. 5. Verwendung. Brennstoffzellen erfreuen sich bereits einer breiten Verwendung. Die Tendenz ist steigend. Brennstoffzellen finden schon seit geraumer Zeit in der Raumfahrt und in U-Booten Verwendung. Auch in kleinen Flugzeugen werden sie eingesetzt, wie zum Beispiel in dieser unbemannten Drohne. Schon relativ große Schiffe werden damit betrieben, so zum Beispiel die Viking Lady, ein relativ großes Schiff. Schaut es euch im Internet an. Es gibt leider kein freies Bild davon. Häuser können mit Brennstoffzellen ihren Strom bekommen. Brennstoffzellen werden in Schulen eingesetzt und auch in Krankenhäusern. Ich hoffe, es war einigermaßen verständlich und klar und hat euch geholfen. Ich wünsche euch alles Gute und viel Erfolg, tschüss!