Rechner für eine Brennstoffzelle

Berechnen der Energie und der Menge an Wasser, die eine Brennstoffzelle bei der Verbrennung von Wasserstoff erzeugt. Eine Brennstoffzelle ist ein Energiewandler, der die chemischen Bindungsenergie in elektrischen Strom umwandelt. Oft wird Wasserstoff, H₂, als Brennstoff verwendet und in Wasser, H₂O, umgewandelt. Dieser Rechner bezieht sich auf den Betrieb mit Wasserstoff. Brennstoffzellen können aber auch andere Stoffe wie Methan verwenden.

Energie einer Brennstoffzelle

Menge an H₂:		kg
Wirkungsgrad:		%
Erzeugte Energie:		kWh
Produziertes H₂O:		kg

Runden auf Nachkommastellen.

Bitte einen Wert angeben und den Wirkungsgrad bei Bedarf ändern. Die anderen beiden Werte werden berechnet. Ein Kilogramm Wasserstoff hat einen Heizwert von 33,326 Kilowattstunden. Es wird bei der Verbrennung zu 8,94 Kilogramm Wasser in Form von Wasserdampf umgewandelt.

Grundsätzlich ist eine Brennstoffzelle ein Gerät, welches durch chemische Verbrennung Energie erzeugt und diese in Strom umwandelt. Dabei ist der Brennstoff beliebig, das Oxidationsmittel, mit welchem der Brennstoff reagiert ist zumeist Sauerstoff, welches in unserer Atmosphäre vorkommt und daher problemlos zur Verfügung steht. Wasserstoff wird häufig als Brennmaterial verwendet, da dieser in großer Menge zur Verfügung steht. Er kann mittels Elektrolyse unter Zuführung von Energie aus Wasser gewonnen werden. Dabei wird mehr Energie verbraucht als später wieder gewonnen wird, der Wirkungsgrad ist also unter 100 Prozent, dies ist eine unvermeidbare physikalische Notwendigkeit.

Der Vorteil von Brennstoffzellen liegt darin, dass sie mit einem relativ einfach zu speicherndem Medium (im Gegensatz zu Strom in Batterien) schnell befüllt werden können. Ein weiterer Vorteil ist, dass bei der Verbrennung von Wasserstoff kein CO₂ erzeugt wird, welches den Klimawandel anheizt. Der Nachteil einer Brennstoffzelle, oder auch der Verbrennung generell ist der Verlust an Energie, welcher nicht nur bei der Verbrennung von Wasserstoff (oder eines anderen Brennstoffes), sondern auch bei dessen Erzeugung entsteht.

Eine sinnvolle Anwendungen von Brennstoffzellen kann die Energiegewinnung bei hohem Energiebedarf mit Wasserstoff sein, welcher vorher bei Energieüberschuss erzeugt wurde. Als Antriebsmethode bietet sich diese Technik da an, wo Elektromotoren schwer einsetzbar sind, beispielsweise bei großen Flugzeugen und Schiffen.