Verschiedene Technologien von Brennstoffzellen

BZ-Typ	Proton Exchange Membrane (PEMFC)	Alkaline (AFC)	Phosphoric Acid (PAFC)	Molten Carbonate (MCFC)	Solid Oxide (SOFC)
Elektrolyt	protonenleitende Polypersulfonsäure-Membran	30-50% KOH	konzentrierte Phosphorsäure	Karbonatschmelze (Li2CO3, K2CO3)	Ionenleitende Karamik (YSZO)
Temperatur	50-80°C	60-90°C	160-220°C	620-660°C	800-1000°C
Brennstoff	H2, CH4, CH3OH	H2	H2, CH4	CH4, Kohlegas, Biogas	H2, CH4, Kohlegas, Biogas
Reaktion Anode	H2->2H++2e-	H2+2OH-->2H2O+2e-	H2->2H++2e-	H2+CO32-->H2O+CO2+2e-	H2+O2-->2H2O+2e-
Reaktion Kathode	1/2O2+2H++2e-->2H2O	1/2O2+H2O+2e-->2OH-	1/2O2+2H++2e-->2H2O	1/2O2+CO2+2e-->CO32-	1/2O2+2e-->O2-
Zellwirkungsgrad	50-60%	50-60%	55%	60-65%	55-65%
Lastwechsel	schnell	schnell	langsam	?	schnell (wenn heiß)
Betriebsbereitschaft	sofort	sofort	30 min aus "hot standby"	mehrere Stunden	mehrere Stunden
Anwendung	Raumfahrt, Fahrzeuge, KWK, U-Boote, mobile Stromerzeugung	Raumfahrt, Fahrzeuge, U-Boote	Stromerzeugung, KWK, Fahrzeuge	Stromerzeugung	Stromerzeugung
Vorteile	einfacher Aufbau, niedrige Temperatur, kurze Anlaufzeit	schnelle Kathodenreaktion durch hohe Temperatur	hoher Gesamtwirkungsgrad in Kombination mit KWK (bis 85%)	hohe Temperatur, flexible Brennstoff-verwendung	hohe Temperatur, einfaches Handling durch Festelektrolyt
Nachteile	teure Katalysatoren, empfindl. gegenüber Brennstoff-Verunreinigungen (CO)	komplizierte Entfernung von CO2 aus BZ und Restluft	Pt-Katalysator, niedrige Ströme und Leistung, sehr groß und schwer	Korrosion, beschleunigte Alterung der Zellkomponenten	beschleunigte Alterung der Zellkomponenten

Literatur:

1. Innovationsprozess vom Verbrennungsmotor zur Brennstoffzelle, Abschlussbericht, Herausgeber: Fraunhofer-Institut für Systemtechnik und Inovationsforschung (ISI)
2. Sharon Thomas and Marcia Zalbowitz: Fuel Cells, Los Alamos National Laboratory, Los Alamos, New Mexico