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Technik und Funktionsweise

Der ressourcenschonende Einsatz des Energieträgers Erdgas wird ermöglicht durch Brennstoffzellen-Heizgeräte (BZH). Bei dieser Art der dezentralen Kraft/Wärme-Kopplung (KWK) erfolgt die Erzeugung von Strom und Wärme direkt beim Endverbraucher. Das vermeidet Netzverluste, entlastet die Stromproduktion der fossilen und Kernkraftwerke und nutzt bei wärmegeführtem Betrieb zudem die anfallende Wärme zu 100%.

Die Funktionsweise der Brennstoffzelle entspricht in etwa der der Wasserstoffelektrolyse, nur das hier der Prozess umgekehrt verläuft. Bei der Reaktion von Wasserstoff mit Luftsauerstoff findet eine stille Verbrennung statt, wobei die Reaktionspartner Elektronen austauschen, d.h. es fließt Strom. Die hierbei entstehende Wärme wird zum Heizen und zur Warmwasserbereitung genutzt. Da die Reaktionstemperaturen um 9 °C liegen, wird dieses System auch als Niedertemperatur-Brennstoffzelle bezeichnet. Kernstück der symmetrisch aufgebauten Brennstoffzellen bildet eine ca. 0,1 Millimeter dünne, mit dem Katalysator Platin beschichtete Kunststoffmembran. Die für Protonen (positiv geladene Elementarteilchen) durchlässige Membran, englisch "Proton-Exchange-Membrane" (PEM) gibt diesem Brennstoffzellentyp den Namen.

Für die praktische Anwendung werden die einzelnen Brennstoffzellen in Reihe geschaltet, d.h. in Stapeln (englisch: stacks) zusammengefasst. Die Brennstoffzellenstapel für die Heizgeräte liefern je nach Größe zwischen 1 kW und 10 kW elektrische Leistung. In Verbindung mit einem "Nachbrenner" kann die thermische Leistung dem Bedarf angepasst werden. Ein weiterer Vorteil liegt im schnellen An- und Abfahren. Das macht die Brennstoffzellen-Heizgeräte für die Anwendung in Ein- und Mehrfamilienhäusern sowie in kleineren Gewerbebetrieben interessant.

Einsatzbereiche:

• Einfamilienhaus: 1,5 kWth bis 20 kWth
  
• Mehrfamilienhaus (6 bis 8 Wohnungseinheiten): 4,5 kWel bis 50 kWth