Brennstoffzellen: Brennstoffzellen: Wasserstoff rein- Strom Wasserstoff rein- Strom

rausraus

GliederungGliederung

• EinleitungEinleitung• Experiment (Brennstoffzellen-Experiment (Brennstoffzellen-

Modellauto)Modellauto)• Auswertung (Reaktionsablauf)Auswertung (Reaktionsablauf)• VideoVideo

Brennstoffzelle: Brennstoffzelle: EinleitungEinleitung

• Entdecker:Entdecker: Christian Christian Friedrich Schönbein Friedrich Schönbein

• Brennstoffzelle= Brennstoffzelle= galvanische Zellegalvanische Zelle

Umwandlung von Umwandlung von chemischer Energie chemischer Energie elektrische Energieelektrische Energie

• kalte Verbrennung, kalte Verbrennung, ohne Schadstoffe, ohne Schadstoffe, etwas für die Umweltetwas für die Umwelt

ProtokollProtokoll

• Aufgabe:Aufgabe:

Ermitteln Sie die Reichweite des Ermitteln Sie die Reichweite des Brennstoffzellenfahrzeugs mit einer Brennstoffzellenfahrzeugs mit einer Tankfüllung unter Einbeziehung der der Tankfüllung unter Einbeziehung der der chemischen Vorgänge!chemischen Vorgänge!

• Geräte und Materialien: Brennstoffzellenfahrzeug, Zubehör in der Materialbox, lichtstarker OH-Projektor (oder Sonnenlicht), dest. Wasser

Versuchsaufbau: Durch Licht wird mit Hilfe der Brennstoffzelle Wasserstoff und Sauerstoff hergestellt.

• beide Gasspeicher der reversiblen Brennstoffzelle bis zur 0 ml Markierung mit destilliertem Wasser füllen

• das Solarmodul das Solarmodul beleuchtenbeleuchten

• Polung beachten! Polung beachten!

Betrieb mit der BrennstoffzelleBetrieb mit der Brennstoffzelle

• Die Brennstoffzelle Die Brennstoffzelle (mit Gas gefüllt) (mit Gas gefüllt) versorgt nun den versorgt nun den Elektromotor mit Elektromotor mit elektrischer elektrischer Energie und das Energie und das Modellauto kann Modellauto kann damit umherfahrendamit umherfahren

Reichweite mit einer Tankfüllung

s= Wegs= Wegt= Zeitt= ZeitV= GeschwindigkeitV= Geschwindigkeit

t= 6,09 min= 369 s t= 6,09 min= 369 s s= 115,8 ms= 115,8 m

V= s/tV= s/tV= 115,8m : 369sV= 115,8m : 369sV= 0,3 m/sV= 0,3 m/s

Antwort:Antwort: Die Reichweite des Die Reichweite des Brennstoffzellenfahrzeugs mit einer Brennstoffzellenfahrzeugs mit einer Tankfüllung beträgt 115,8m und die Tankfüllung beträgt 115,8m und die Geschwindigkeit 0,3 m/s.Geschwindigkeit 0,3 m/s.

ElektrolyseElektrolyse

•Anode:Anode: 4 OH 4 OH-- --> 2 H2O + O2 +4 e- --> 2 H2O + O2 +4 e-

•Katode:Katode: 4 H 4 H22O + 4 e- --> 4 OH- + 2 O + 4 e- --> 4 OH- + 2 H2H2

•Gesamtreaktion:Gesamtreaktion: 2 H2O --> 2 H2 2 H2O --> 2 H2 +O2+O2

Die Die chemischenchemischen VorgängeVorgänge• Negative Elektrode:Negative Elektrode: 2 H2--> 4 H+ + 4 e- 2 H2--> 4 H+ + 4 e-

• Positive Elektrode:Positive Elektrode: O2 + 4 e- + 4 H+ --> O2 + 4 e- + 4 H+ -->

2 H2O 2 H2O

• Gesamtreaktion:Gesamtreaktion: 2 H2 + O2 --> 2 H2O + 2 H2 + O2 --> 2 H2O + Elektrizität + Wärme Elektrizität + Wärme

Aufbau einer Aufbau einer MembranzelleMembranzelle

QuellenQuellen

• Informationen von Frau HoyInformationen von Frau Hoy

• http://www.uni-marburg.de/fb15/ag-http://www.uni-marburg.de/fb15/ag-roling/forschungroling/forschung

• http://de.wikipedia.org/wiki/Brennstoffzellehttp://de.wikipedia.org/wiki/Brennstoffzelle

• www.diebrennstoffzelle.de/.../www.diebrennstoffzelle.de/.../funktion.shtml funktion.shtml

• www.chorum.de/ www.chorum.de/