Welche Unterschiede gibt es bei Brennstoffzellen?
Das Angebot an Brennstoffzellen ist inzwischen sehr vielfältig, dementsprechend gibt es für jeden Bedarf und für jede Größe der zu beheizenden Immobilie ein passendes Gerät, auch für Gewerbetreibende bzw. Nicht-Wohngebäude mit höheren Leistungsklassen.
Das Funktionsprinzip basiert im Wesentlichen auf der Umwandlung von Wasserstoff und Sauerstoff zu Wasser. Dabei kommt es unter kontrollierten Bedingungen ohne externe Energiezufuhr zu einer Reaktion des eingesetzten Wasserstoffs mit Sauerstoff. Dieser Vorgang wird auch als "kalte Verbrennung" bezeichnet. Hierbei entsteht neben elektrischem Strom auch Wärme. Brennstoffzellen können in zwei Gruppen nach ihrem Temperaturniveau klassifiziert werden: Niedertemperatur- und Hochtemperaturbrennstoffzellen. Bei den zwei für die Gebäudebeheizung gängigsten Typen handelt es sich um die PEMFC (engl. Proton Exchange Membrane Fuel Cell) und die SOFC (engl. Solid Oxide Fuel Cell).
PEMFC-Brennstoffzellen, sogenannte Polymer-Membran-Brennstoffzellen, arbeiten mit einer niedrigen Betriebstemperatur zwischen 70 und 90 °C. Die PEM-Brennstoffzelle besteht aus zwei Elektroden – der Anode (Minuspol) und der Kathode (Pluspol). Sie sind getrennt durch den Elektrolyt mit einer festen, ionendurchlässigen Membran. Jede der Elektroden ist mit einem Katalysator beschichtet, z. B. Nickel oder Platin. Nachdem Wasserstoff der Anode zugeführt wurde, teilt er sich in Elektronen und Protonen. Die freien Elektronen werden als elektrischer Strom durch den äußeren Kreislauf genutzt. Die Protonen breiten sich durch den Elektrolyt zur Kathode aus. An der Kathode verbindet sich der Sauerstoff aus der Luft mit Elektronen aus dem äußeren Kreislauf und Protonen. Gemeinsam ergeben sie Wasser und Wärme. Zwischen Kathode und Anode kann sich nun eine Spannung aufbauen. Verbindet man beide Elektroden miteinander, fließen die Elektronen von der Anode zur Kathode und liefern so Strom. Die Reaktionswärme wird zum Heizen und zur Warmwasserbereitung genutzt. Die Brennstoffzelle wird mit Erdgas über einem vorgeschalteten Reformer betrieben.
SOFC-Brennstoffzellen (auch Festoxid-Brennstoffzellen genannt) verfügen über einen Elektrolyten aus Oxidkeramik, der ab einer Betriebstemperatur von ca. 650 bis 1000 °C die Wasserstoffionen durch sich hindurch leitet.
Eine Übersicht über die aktuell verfügbaren Brennstoffzellen-Heizungen finden Sie auf unserer Webseite.