Funktion und Anwendung der AFC

Mit einer Betriebstemperatur von 100 °C ist die FC eine Niedertemperatur- Brennstoffzelle. Damit die Reaktionsgeschwindigkeit ausreichend ist, ist der Einsatz von Katalysatoren unabdingbar.

Als Elektrolyt der alkalischen Brennstoffzelle dient eine 30%ige Kalilauge (KOH), die durch die Zelle gepumpt wird. Der Elektrolyt kann durch Kohlendioxid nach der folgenden Reaktion zersetzt werden:

OH^- + CO₂ => CO₃^2- + H⁺

Die Verwendung von reinsten Brenngasen wie elementarem Wasser- bzw. Sauerstoff ist somit Voraussetzung für den Berieb einer AFC. Selbst ein Betrieb mit Luft ist nicht möglich, da auch hier kleinste Anteile CO₂ enthalten sind.

AFCs kommen in der Raumfahrt zum Einsatz (Bild: UTC Fuel Cells)

Durch die erforderliche Gasreinheit kommt die alkalische Brennstoffzelle meist nur in Spezialanwendungen zum Einsatz.

Ein Anwendungsbeispiel für die AFC ist das Brennstoffzellen-Boot Hydra. Die Deutsche Marine hat AFCs in U-Booten verwendet. In der Raumfahrt wurde die AFC in Raketen und im Spaceshuttle eingesetzt. In den 60er Jahren wurde sie aufgrund ihres hohen Wirkungsgrades zur technischen Reife entwickelt.

Die Kosten für die Herstellung und die reinen Brenngase stehen der Verwendung für zivile Anwendungen jedoch im Weg. Die Marine und auch die NASA setzten mittlerweile verstärkt auf die PEMFC. Durch Senkung der Kosten muß ein Energieträger gefunden werden, über den schnell und mit wenig Aufwand Wasserstoff hergestellt werden kann. Hier käme z.B. Ammoniak (NH₃) in Betracht.

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