Brennstoffzellen und Wasserstoff sicher verstehen

Brennstoffzellen wandeln die chemische Energie zugeführter Stoffe elektrochemisch in elektrische Energie und Wärme um. Bei Wasserstoff und Sauerstoff entsteht hauptsächlich Wasser.

Auf dieser Seite übst du PEM-Prinzip, Anode, Kathode, Membran, Elektrolyse, Wasserstoffspeicherung, Leistung, Wirkungsgrad, Anwendungen und Sicherheit.

So löst du Aufgaben zu Brennstoffzellen

  1. Ordne Anode, Kathode, Protonen, Elektronen und Reaktionsstoffe richtig zu.
  2. Nutze P = U·I, E = P·t und η = Pab/Pzu mit passenden Einheiten.
  3. Unterscheide Brennstoffzelle, Akkumulator, Elektrolyseur und Verbrennungsmotor.
  4. Prüfe Herstellung, Speicherung, Lüftung, Druck, Leckage und die gesamte Energiekette.

2. Test

Brennstoffzellen und Wasserstoff online üben

Test 2 zu Brennstoffzellen und Wasserstoff mit 5 Aufgaben und verständlichen Lösungen.

Wähle pro Aufgabe eine Antwort aus. Öffne danach die Lösung, um Zellreaktion, Energiefluss, Formel und Sicherheitszusammenhang zu prüfen.

5 Fragen
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Falsch 0
Offen 5
1. FrageMultiple Choice

Welche Aufgabe hat die Anode einer Wasserstoff-Brennstoffzelle?

Bitte wähle zuerst eine Antwort aus.

Richtige Antwort: D

Die richtige Antwort ist: An der Anode wird Wasserstoff oxidiert und gibt Elektronen ab.

  1. Brennstoffzellenaufgabe einordnen: Bestimme, ob es um Zellaufbau, Wasserstoff, Elektrolyse, Leistung, Wirkungsgrad, Anwendung oder Sicherheit geht.
  2. Passenden Zusammenhang anwenden: Bei einer PEM-Brennstoffzelle wird Wasserstoff an der Anode in Protonen und Elektronen aufgeteilt.
  3. Ergebnis prüfen: Das Ergebnis lautet An der Anode wird Wasserstoff oxidiert und gibt Elektronen ab.. Achte auf Energiefluss, Einheiten, Reaktionsstoffe und reale Verluste.

Bei einer PEM-Brennstoffzelle wird Wasserstoff an der Anode in Protonen und Elektronen aufgeteilt.

2. FrageMultiple Choice

Welche Aufgabe hat die Kathode in einer PEM-Brennstoffzelle?

Bitte wähle zuerst eine Antwort aus.

Richtige Antwort: C

Die richtige Antwort ist: Dort reagieren Sauerstoff, Protonen und Elektronen zu Wasser.

  1. Brennstoffzellenaufgabe einordnen: Bestimme, ob es um Zellaufbau, Wasserstoff, Elektrolyse, Leistung, Wirkungsgrad, Anwendung oder Sicherheit geht.
  2. Passenden Zusammenhang anwenden: Die Protonen gelangen durch die Membran zur Kathode, während die Elektronen über den äußeren Stromkreis kommen.
  3. Ergebnis prüfen: Das Ergebnis lautet Dort reagieren Sauerstoff, Protonen und Elektronen zu Wasser.. Achte auf Energiefluss, Einheiten, Reaktionsstoffe und reale Verluste.

Die Protonen gelangen durch die Membran zur Kathode, während die Elektronen über den äußeren Stromkreis kommen.

3. FrageMultiple Choice

Welche Funktion hat die Protonenaustauschmembran, kurz PEM?

Bitte wähle zuerst eine Antwort aus.

Richtige Antwort: B

Die richtige Antwort ist: Sie lässt Protonen passieren und hält Elektronen weitgehend zurück.

  1. Brennstoffzellenaufgabe einordnen: Bestimme, ob es um Zellaufbau, Wasserstoff, Elektrolyse, Leistung, Wirkungsgrad, Anwendung oder Sicherheit geht.
  2. Passenden Zusammenhang anwenden: Die Membran ermöglicht den Ionentransport im Inneren, sodass die Elektronen den äußeren Stromkreis durchlaufen müssen.
  3. Ergebnis prüfen: Das Ergebnis lautet Sie lässt Protonen passieren und hält Elektronen weitgehend zurück.. Achte auf Energiefluss, Einheiten, Reaktionsstoffe und reale Verluste.

Die Membran ermöglicht den Ionentransport im Inneren, sodass die Elektronen den äußeren Stromkreis durchlaufen müssen.

4. FrageMultiple Choice

Warum fließen die Elektronen bei einer Brennstoffzelle durch den äußeren Stromkreis?

Bitte wähle zuerst eine Antwort aus.

Richtige Antwort: A

Die richtige Antwort ist: Die Membran trennt die Reaktionsseiten und lässt die Elektronen nicht direkt hindurch.

  1. Brennstoffzellenaufgabe einordnen: Bestimme, ob es um Zellaufbau, Wasserstoff, Elektrolyse, Leistung, Wirkungsgrad, Anwendung oder Sicherheit geht.
  2. Passenden Zusammenhang anwenden: Dadurch kann der Elektronenfluss als elektrischer Strom für einen Verbraucher genutzt werden.
  3. Ergebnis prüfen: Das Ergebnis lautet Die Membran trennt die Reaktionsseiten und lässt die Elektronen nicht direkt hindurch.. Achte auf Energiefluss, Einheiten, Reaktionsstoffe und reale Verluste.

Dadurch kann der Elektronenfluss als elektrischer Strom für einen Verbraucher genutzt werden.

5. FrageMultiple Choice

Welche Aufgabe besitzt ein Katalysator in der Brennstoffzelle?

Bitte wähle zuerst eine Antwort aus.

Richtige Antwort: D

Die richtige Antwort ist: Er erleichtert die elektrochemischen Reaktionen, ohne selbst dauerhaft verbraucht zu werden.

  1. Brennstoffzellenaufgabe einordnen: Bestimme, ob es um Zellaufbau, Wasserstoff, Elektrolyse, Leistung, Wirkungsgrad, Anwendung oder Sicherheit geht.
  2. Passenden Zusammenhang anwenden: Katalysatoren senken die notwendige Aktivierungsbarriere und können die Reaktionsgeschwindigkeit verbessern.
  3. Ergebnis prüfen: Das Ergebnis lautet Er erleichtert die elektrochemischen Reaktionen, ohne selbst dauerhaft verbraucht zu werden.. Achte auf Energiefluss, Einheiten, Reaktionsstoffe und reale Verluste.

Katalysatoren senken die notwendige Aktivierungsbarriere und können die Reaktionsgeschwindigkeit verbessern.

Brennstoffzellen und Wasserstoff FAQ

Wie funktioniert eine Wasserstoff-Brennstoffzelle?

Wasserstoff wird an der Anode in Protonen und Elektronen aufgeteilt. Die Protonen passieren die Membran, die Elektronen fließen durch den äußeren Stromkreis. An der Kathode reagieren sie mit Sauerstoff zu Wasser.

Was ist grüner Wasserstoff?

Grüner Wasserstoff wird mit erneuerbarer Energie hergestellt, zum Beispiel durch Elektrolyse mit Wind- oder Solarstrom. Für die Gesamtbewertung müssen trotzdem Herstellung, Speicherung und Transport betrachtet werden.

Warum braucht Wasserstoff besondere Sicherheitsmaßnahmen?

Wasserstoff ist leicht entzündlich und wird teilweise unter hohem Druck gespeichert. Lüftung, Sensoren, geeignete Tanks und fachgerechte Wartung sind deshalb wichtig.