Brennstoffzellen-Heizgeräte sollten in Kombination mit einem Pufferspeicher betrieben werden. So kann auch bei hohem Heiz- und Warmwasserbedarf über einen längeren Zeitraum eine gleichmässige Wärmeerzeugung garantiert werden.
Die Wärme, welche bei der Stromerzeugung im Verbrennungsmotor entsteht, wird über einen „Wärmetauscher“ ausgekoppelt und für Heizung und Warmwasserbereitung verwendet. Diese optimierte Nutzung der Abgaswärme trägt zur hohen Effizienz der Kraft-Wärme-Kopplung bei. Die eingesetzte Energie wird doppelt genutzt, wodurch sehr hohe Wirkungsgrade von bis zu 90 % des Gesamtsystems erreicht werden können.
Mit einer innovativen Strom erzeugenden Heizung reduzieren sich die Energiebezugskosten deutlich. Durch die gleichzeitige Stromerzeugung können in der Regel ca. 60 % des Haushaltsstrombedarfs durch die Eigenproduktion abgedeckt werden.
Jede Kilowattstunde Strom, die selbst erzeugt und verbraucht wird, reduziert die Strombezugskosten. Überschüssig erzeugter Strom kann ins Netz eingespeist werden und wird vergütet.
Brennstoffzellen-Heizgeräte eignen sich für die komplette Energieversorgung im Haus und können sowohl im Neubau als auch bei der Modernisierung und Sanierung eingesetzt werden.
Brennstoffzellen-Heizgeräte machen sich ein einfaches Prinzip zunutze: die Elektrolyse – nur auf umgekehrte Weise. Denn Wasserstoff hat die natürliche Eigenschaft, von sich aus zusammen mit Sauerstoff wieder zu Wasser zu reagieren.
Der Vorgang wird als „kalte Verbrennung“ bezeichnet. Hierbei entsteht elektrische Energie und Wärme.
Eine Brennstoffzelle besteht aus zwei Elektroden – der Anode (Minuspol) und der Kathode (Pluspol). Sie sind getrennt durch den Elektrolyt mit einer festen ionendurchlässigen Membran.
Jede der Elektrode ist mit einem Katalysator beschichtet, z. B. Nickel oder Platin. Nachdem Wasserstoff der Anode zugeführt worden ist, teilt er sich in Elektronen und Protonen.
Jede der Elektrode ist mit einem Katalysator beschichtet, z. B. Nickel oder Platin. Nachdem Wasserstoff der Anode zugeführt worden ist, teilt er sich in Elektronen und Protonen.
Die freien Elektronen werden als elektrischer Strom durch den äusseren Kreislauf genutzt. Die Protonen breiten sich durch den Elektrolyt zur Kathode aus.
An der Kathode verbindet sich der Sauerstoff aus der Luft mit Elektronen aus dem äusseren Kreislauf und Protonen. Gemeinsam ergeben sie Wasser und Wärme. Zwischen Kathode und Anode kann sich nun eine Spannung aufbauen. Verbindet man beide Elektroden miteinander, fliessen die Elektronen von der Anode zur Kathode und liefern so Antriebsenergie. Die Reaktionswärme kann zusätzlich zum Heizen genutzt werden.
PEM
Bei der Protonenaustauschmembran-Brennstoffzelle oder Polymerelektrolyt-Brennstoffzelle handelt es sich um eine Niedertemperaturbrennstoffzelle, die bei Betriebstemperaturen von ca. 50-100°C arbeitet. Als Elektrolyt kommt eine Polymermembran zum Einsatz.
Vor- / Nachteile
Wesentliche Vorteile der PEM-Brennstoffzelle sind ein gutes dynamisches Verhalten, wodurch dieser Brennstoffzellentyp für die ganzjährige Hausenergieversorgung gut geeignet ist.
Nachteile sind hohe Anforderung an die Reaktionsgaserzeugung bezüglich sehr niedriger Kohlenmonoxidgehalte sowie ein aufwändiges Wassermanagement.
SOFC
Bei der Festoxidbrennstoffzelle handelt es sich um eine Hochtemperaturbrennstoffzelle, die bei Betriebstemperaturen von ca. 800-1000°C arbeitet. Als Elektrolyt kommt ein fester keramischer Werkstoff zum Einsatz.
Vor- / Nachteile
Wesentliche Vorteile der Festoxidbrennstoffzelle sind die Unempfindlichkeit gegenüber Kohlenmonoxid (CO) im Reaktionsgas sowie ein einfacher Systemaufbau.
Nachteile sind, bedingt durch die hohen Betriebstemperaturen, hohe Werkstoffansprüche und lange Aufwärmphasen.
