Brennstoffzelle, deren Elektrolyt eine Polymermembran mit Sulfonsäuregruppen ist, die im feuchten Zustand Protonen leitet. Abgekürzt PEFC; sie wird befeuchtet, damit die Membran nicht austrocknet, und arbeitet bei etwa 80 °C.
Japanische Bezeichnung: 固体高分子形燃料電池
„Polymerelektrolytbrennstoffzelle“ kommt in 1 Übungsfrage aus 1 Thema vor, darunter Batterie- und Energiewerkstoffe.
Fachgebiet: Batterie- und Energiewerkstoffe
Lösung: C. Er ist eine fluorierte Polymermembran mit Sulfonsäuregruppen, die feucht Protonen leitet, und wird daher bei höchstens etwa 100 °C betrieben
Als Elektrolyt der PEFC dient eine Polymermembran aus einer Fluorpolymer-Hauptkette mit Seitenketten, die Sulfonsäuregruppen (−SO₃H) tragen. Nimmt die Membran Wasser auf, lagern sich die Sulfonsäuregruppen zu hydrophilen Kanälen zusammen, und die Protonen bewegen sich zusammen mit Wasser durch diese Kanäle. Trocknet die Membran aus, sinkt die Leitfähigkeit stark; daher ist eine Befeuchtung nötig, und damit die Membran kein Wasser verliert, hält man die Betriebstemperatur bei höchstens etwa 100 °C, meist bei ca. 80 °C. Eine O²⁻-leitende keramische Membran oberhalb von 700 °C verwendet die Festoxid-Brennstoffzelle (SOFC), etwa mit stabilisiertem Zirkonoxid. Eine Carbonatschmelze als Elektrolyt bei ca. 650 °C nutzt die Schmelzcarbonat-Brennstoffzelle (MCFC). Der Unterschied im Elektrolyten bestimmt jeweils Betriebstemperatur, verwendbare Brennstoffe und Katalysatoren.
Festelektrolyt Geschichtete Steinsalzstruktur Olivinstruktur Shockley-Queisser-Grenze Spinellstruktur Theoretische Kapazität Thermoelektrische Gütezahl