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Wasserstoff-Brennstoffzellen funktionieren ähnlich wie Batterien und wandeln chemische Energie aus Wasserstoff in Elektrizität um. Sie bestehen aus zwei Elektroden, die durch eine spezielle Membran getrennt sind. Diese Zellen werden für den Antrieb von Fahrzeugen wie Autos, Bussen und sogar Drohnen eingesetzt.
Wasserstoff für Brennstoffzellen lässt sich aus Erdgas herstellen. Dabei wird jedoch Kohlendioxid freigesetzt, was nicht besonders umweltfreundlich ist. Die Elektrolyse ist eine weitere Methode zur Erzeugung von Wasserstoff für Brennstoffzellen. Sie ist sauberer und Wasser entsteht als Nebenprodukt.
Derzeit sind Wasserstoff-Brennstoffzellen noch nicht so effizient wie klassische Batterien. Werden sie jedoch mit Luft gemischt, sind sie um etwa 40% effizienter als die herkömmlichen Systeme.
Wasserstoff für Brennstoffzellen lässt sich aus Erdgas herstellen. Dabei wird jedoch Kohlendioxid freigesetzt, was nicht besonders umweltfreundlich ist. Die Elektrolyse ist eine weitere Methode zur Erzeugung von Wasserstoff für Brennstoffzellen. Sie ist sauberer und Wasser entsteht als Nebenprodukt.
Derzeit sind Wasserstoff-Brennstoffzellen noch nicht so effizient wie klassische Batterien. Werden sie jedoch mit Luft gemischt, sind sie um etwa 40% effizienter als die herkömmlichen Systeme.
Zukunftsperspektiven
Wasserstoff-Brennstoffzellen bieten viele potenzielle Anwendungsmöglichkeiten. Sie können zum Antrieb von Fahrzeugen wie Autos, Bussen, Lastwägen, Zügen, Schiffen und sogar Flugzeugen eingesetzt werden und eine lange Fahrtdauer ermöglichen. In Kombination mit erneuerbaren Methoden zur Wasserstoffproduktion können sie zu einem umweltfreundlicheren und widerstandsfähigeren Energienetz beitragen und zur dezentralen Stromerzeugung verwendet werden. Zusätzlich können sie in Krisensituationen kritische Infrastrukturen mit Notstrom versorgen. Wasserstoff-Brennstoffzellen speichern in Zeiten geringerer Nachfrage überschüssige erneuerbare Energie, die zu Spitzenzeiten verwendet werden kann.
Ein breiter Einsatz von Wasserstoff-Brennstoffzellen ist allerdings mit Herausforderungen verbunden. So verbraucht die Herstellung von Wasserstoff viel Energie und beruht mitunter auf fossilen Brennstoffen. Die Umweltvorteile sind geringer, wenn der Wasserstoff nicht aus erneuerbaren Quellen gewonnen wird. Auch das Einrichten der notwendigen Infrastruktur ist kostspielig. Wasserstoff-Brennstoffzellen sind im Vergleich zu klassischen Energiequellen und zu anderen sauberen Technologien wie Elektrofahrzeugen teuer. Sicherheitsvorkehrungen sind aufgrund der Entflammbarkeit von Wasserstoff unerlässlich.
*Foto/Illustration: Created using the Midjourney web app*
Cluster
Energie & Nachhaltigkeit
SDG
SDG 07.
Bezahlbare und saubere Energie
SDG 11.
Nachhaltige Städte und Gemeinden
SDG 12.
Verantwortungsvolle Konsum- und Produktionsmuster
SDG 09.
Industrie, Innovation und Infrastruktur
SDG 13.
Maßnahmen zum Klimaschutz
REFERENZEN
Role of Hydrogen in a Low-Carbon Electric Power System: A Case Study
Moving Forward with Fuel Cells
Hydrogen Energy as Future of Sustainable Mobility
Which Countries Could Become the World’s Hydrogen Superpowers?
New Faster Charging Hydrogen Fuel Cell Developed
Fuel Cells, Decoupled Electrolyzers... The Key Hydrogen Concepts That Will Shape 2023
An Energy Breakthrough: Tech Researchers Create New Type of Fuel Cell