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Eine Brennstoffzelle ist eine galvanische Zelle, die die chemische Reaktionsenergie eines kontinuierlich zugeführten Brennstoffes und eines Oxidationsmittels in elektrische Energie wandelt.Wenn auch mit Brennstoffzelle meist eine Wasserstoff-Sauerstoff-Brennstoffzelle gemeint ist, können je nach Brennstoffzellentyp ausser Wasserstoff auch viele andere Brennstoffe genutzt werden, insbesondere Methanol, Butan oder Erdgas.
Eine Brennstoffzelle ist kein Energiespeicher, sondern ein Wandler. Die Energie wird in chemisch gebundener Form mit den Brennstoffen zugeführt.
Die gemessen an der Zahl der installierten Geräte wichtigsten Anwendungen der Brennstoffzelle dienen der Gebäudeversorgung sowie der netzunabhängigen Stromversorgung: Vor allem in Japan werden Gebäude, z. B. Wohnhäuser, mit Wärme und Elektrizität aus Brennstoffzellen versorgt (Mikro-Kraft-Wärme-Kopplung).
In Deutschland sind derzeit über 1.500 Brennstoffzellenheizungen installiert. Die zahlenmässig zweitwichtigste Anwendung von Brennstoffzellen ist die Versorgung von netzfernen Geräten wie z. B. Messstationen oder von Elektrogeräten beim Camping. Für diesen Zweck werden Direktmethanolbrennstoffzellen verwendet, von denen bis April 2018 nach Firmenangaben über 40.000 Geräte verkauft wurden.