Allgemeines
Eine Brennstoffzelle wandelt chemische Energie direkt in elektrische Energie um, ohne Verbrennung. In der Schifffahrt kommt häufig die Protonenaustauschmembran-Brennstoffzelle (PEMFC) zum Einsatz, da sie leicht ist und bei niedrigeren Temperaturen zuverlässig arbeitet.
Aufbau und Funktionsweise
- Aufbau: Zwei Elektroden (Anode und Kathode) getrennt durch einen Elektrolyten
- Betrieb:
- Wasserstoff wird an der Anode in Protonen und Elektronen aufgespalten
- Protonen wandern durch den Elektrolyten zur Kathode
- Elektronen fließen über einen externen Stromkreis → nutzbare elektrische Energie
- An der Kathode reagieren Protonen, Elektronen und Sauerstoff zu Wasser
- Abfallprodukt: Nur Wasser → emissionsfrei
Einsatz an Bord
- Stromquelle für Antrieb oder Bordstromsysteme
- Wasserstoff kann komprimiert oder flüssig gespeichert werden
- Geräuscharmer Betrieb, ohne CO₂- oder Schadstoffemissionen
- Besonders geeignet für umweltregulierte Bereiche
Vorteile
- Null-Emissionen: Nur Wasser als Nebenprodukt
- Hohe Effizienz: Bessere Energieausnutzung als Verbrennungsmotoren
- Geräuscharm: Keine Verbrennung → leiser Betrieb
- Modularität: Leistung durch zusätzliche Brennstoffzellen skalierbar
Nachteile
- Wasserstoffinfrastruktur: Lagerung und Verfügbarkeit an Bord herausfordernd
- Hohe Kosten: Anschaffung aktuell teurer als herkömmliche Antriebe
- Raumbedarf: Wasserstofftanks benötigen Platz, besonders problematisch auf kleinen Schiffen
Einsatzbereiche
- Besonders geeignet für kleinere und mittlere Schiffe im Küsten- und Binnenbereich
- Einsatz in der Fischerei derzeit eingeschränkt aufgrund hoher Kosten und fehlender Infrastruktur