Kalte Verbrennung
Energienutzung ohne Flammen.
schwarzach „Kalte“ Verbrennung? Was soll denn das heißen? Wenn etwas brennt, dann ist Hitze doch das Erste, was einem dazu einfällt, das Zweite ist Feuer. Beides ist falsch. Weder Hitze, noch lodernde Flammen sind das Wesentliche für die Verbrennung. Das Prinzip der „kalten Verbrennung“ gibt es in der physikalischen Chemie seit über hundert Jahren. Genutzt wurde und wird es in Brennstoffzellen, deren erste Form der Schweizer Chemiker Christian Friedrich Schönbein schon 1838 gebaut hat.
Der Ausdruck „kalte Verbrennung“ bezeichnet ganz gut, worum es dabei geht: Ein brennbares Material, z. B. Wasserstoff, wird mit Sauerstoff verbrannt, aber eben „kalt“, das heißt, bei dieser Verbrennung entsteht keine Flamme und keine Hitze, sondern elektrische Energie.
Der Kernpunkt jeder Verbrennung liegt darin, dass vom Heizmaterial Elektronen auf den Sauerstoff übergehen. Dabei wird in irgendeiner Form Energie frei. Das ist eigentlich schon alles. Ganz egal, was da verbrannt wird, Wasserstoff, Benzin oder Erdgas – all diese Stoffe geben Elektronen an den Sauerstoff der Luft ab. Lässt man die beiden Stoffe in direktem Kontakt, gibt es eben Flammen und Hitze. Wenn man aber Brennstoff und Sauerstoff zwei geeigneten und getrennten Elektroden zuführt, dann gelingt es auch, die Abgabe der Elektronen und die Aufnahme der Elektronen räumlich zu trennen, die Elektronen machen vom einen Bereich des Apparates in den anderen einen Umweg über einen Stromverbraucher: Elektromotor, Computer, Haartrockner, Lampe – sie tun, ehe sie beim Sauerstoff ankommen, vorher etwas Nützliches. Vorteil: Der Wirkungsgrad ist viel höher als bei direkter Verbrennung. Er liegt zum Beispiel in einer mit Wasserstoff betriebenen Brennstoffzelle in einem Auto bei 60%, rund dem Doppelten eines Verbrennungsmotors. Warum? Weil die „normale“ Verbrennung mit hoher Temperatur einhergeht. Das ginge ja noch, wenn man die heißen Gase entsprechend nutzen könnte, das ist aber halbwegs nur in großen Turbinen möglich, in kleinen Motoren wie beim Auto muss die Wärme weggekühlt werden und verschwindet nutzlos in der Umwelt.
Die Brennstoffzelle hat diesen Nachteil nicht. Gegen Brennstoffzellen gibt es den Einwand, dass sie teure Metalle für die Elektroden benötigen, vor allem Platin. Allerdings konnte die erforderliche Platinmenge um bis zu 90% reduziert werden. Für das Metall gibt es auch wirksame Recyclingmethoden, die schon vor Jahrzehnten für den Abgaskatalysator entwickelt wurden. Natürlich hat die Brennstoffzelle den Nachteil, dass der Energieträger, im Regelfall Wasserstoff, erst klimaneutral gewonnen werden muss: aus Strom. Dagegen kann der Strom im E-Auto direkt gespeichert und verbraucht werden. Nur das Laden dauert. . . wie auch immer: der Individualverkehr wird auf Chemie angewiesen sein – vielleicht hat die „kalte Verbrennung“ sogar die besseren Chancen.
