Kohlenstoff-Brennstoffzelle
Der US-Amerikaner William W. Jacques erhielt 1897 ein Kanadisches Patent auf eine Brennstoffzelle deren Anode aus Kohlenstoff und deren Kathode aus Sauerstoff bestand.
Dieses Prinzip wird Kohlenstoff-Brennstoffzelle genannt. Es ermöglicht die direkte Umwandlung von Kohlenstoff und Sauerstoff in CO2 unter Freisetzung elektrischer Energie. Es handelt sich also um ein direktes Umwandlungsverfahren von chemischer Energie in elektrische Energie und ist daher vergleichbar mit dem Aufbau einer Wasserstoff-Brennstoffzelle.
Chemische Vorgänge
Datei:Kohlenstoff-Brennstoffzelle.png
- Anode: C + 2 O2- -> CO2 + 4 e-
- Kathode: O2 + 4 e- -> 2 O2-
El. Betrachtung
Die Potentialdifferenz zwischen Anode und Kathode beträgt ca. 0,8 V (theoretisch 1,0 V). Der el. Wirkungsgrad (Eta) liegt relativ hoch bei ca. 80% (vergl. Wasserstoff-Brennstoffzelle ca. 50%). Aufgrund des höheren Ladungszustandes des Kohlenstoffatoms im Gegensatz zum Wasserstoffmolekül dürfte die Stromdichte an der Anode ca. das doppelte betragen.
Technische Umsetzung / Ausblick
Die praktische Umsetzung der Kohlenstoff-Brennstoffzelle gestaltet sich derzeit noch schwierig. Weshalb auf diesem Gebiet noch kräftige (Grundlagen-) Forschungsanstrengungen unternommen werden müssen um das Prinzip auch technisch nutzen zu können. Ein Ausblick aus die tatsächliche technische Nutzung kann derzeit nicht gegeben werden. Es bleibt jedoch zu bedenken das es aufgrund der fortschreitenden Materialentwicklung in einigen Jahrzehnten denkbar wäre kombinierte Wasserstoff-Kohlenstoff-Brenstoffzellen verfügbar zu haben mit denen es möglich wäre Kohlenwasserstoffe (z.B. Benzin, Kerosin, Diesel) direkt in von chemischer in elektrische Energie zu wandeln.