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Die Geschichte der Brennstoffzelle


Sir William Robert Grove
Sir William Robert Grove

Im Jahre 1839 wurde die Brennstoffzelle "erfunden". Der in Swansea, Wales, geborene Jurist und Physiker Sir William Robert Grove (1811-1896) experimentierte zu dieser Zeit mit der Elektrolyse von Wasser zu Wasserstoff und Sauerstoff und stellte fest, dass sich dieser Prozess auch umkehren ließ.

Schon bald stellte er eine "galvanische Gasbatterie" vor, die durch sogenannte kalte Verbrennung von Wasserstoff und Sauerstoff Strom erzeugen konnte. Diese erste Brennstoffzelle bestand aus zwei Platinelektroden, die in Schwefelsäure getaucht wurden. Um diese wurden Wasserstoff und Sauerstoff gespült.

Da aber die messbare Spannung und der Stromfluss der Brennstoffzelle zu gering waren, konnte sich die Brennstoffzelle nicht gegen Erfindungen wie den Elektrodynamo oder den Verbrennungsmotor durchsetzen.

Schema
Schema von Groves Brennstoffzelle

Wilhelm Ostwald (1853-1932), Direktor des ersten Lehrstuhls für physikalische Chemie in Leipzig, erkannte jedoch schon 1887 das Potenzial von Groves Brennstoffzelle: "Haben wir ein galvanisches Element, welches aus Kohle und dem Sauerstoff der Luft unmittelbar elektrische Energie liefert [...], dann stehen wir vor einer technischen Umwälzung, gegen welche die bei der Erfindung der Dampfmaschine verschwinden muss. Denken wir nur, wie [...] sich das Aussehen unserer Industrieorte ändern wird! Kein Rauch, kein Ruß, keine Dampfmaschine, ja kein Feuer mehr..."

Seine Theorien bescheinigten der Brennstoffzelle einen Wirkungsgrad von 83% und lösten in den ersten 20 Jahren des 20. Jahrhunderts eine Welle von Konstruktionsvorschlägen aus. Die technische Entwicklung machte zu der damaligen Zeit jedoch keine großen Fortschritte, da man vor unlösbaren Werkstoffproblemen stand. Außerdem war die Wissenschaft noch nicht in der Lage, alle chemischen Vorgänge der Brennstoffzelle vollständig zu klären.

Erste technische Verbesserungen der 1920er Jahre, mit denen man u.a. die Korrosion der Elektroden in den Griff bekam, brachten Fortschritte. In den 1960er Jahren wurde erstmals eine Brennstoffzelle an Bord von Satelliten des amerikanischen Raumfahrtprogramms und später sogar beim Apollo Mondflug eingesetzt. Kosten und der extreme Reinheitsgrad der benötigten Gasse spielten hierbei keine Rolle.

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