Brennstoffzellen,-Wasserstofftechnik

  • Grüß euch liebe Leute!


    Allen voran, dieser Thread ist weder als Reklame für die Brennstoffzellentechnik, noch als das Gegenteil davon gedacht.
    Vielmehr möchte ich versuchen, die meiner Meinung nach durchaus interessante, aber auch sehr komplexe Technik die dahinter steckt, möglichst neutral darlegen.
    Angefangen bei der Brennstoffzellentechnik Ansich, über die Erzeugung und Speicherung von Wasserstoff, bis hin zum Einsatz möglicher Wasserstoffderivate.
    Das sich allerdings an der Brennstoffzellentechnik, in der Form wie sie heute genutzt wird, einerseits die Geister scheiden,
    und andererseits, diese aus mehrerlei Gründen auch nicht außer Kritik steht, kann ich gleich vorweg nehmen.
    Die Brennstoffzelle Ansich hat aber grundsätzlich Potential.
    Ich denke auch, dass das Thema ein bisschen zu Umfangreich ist, um es in einem einzigen Beitrag zu verstauen,
    und habe daher vor, es auf mehrere Beitrage aufzuteilen.


    Allgemeines und Grundlegendes Funktionsprinzip-der Brennstoffzelle:
    Von Wasserstoff oder auch Brennstoffzellenautos hört und sieht man so gut wie nichts, ebensowenig von Tankstellen für solche Fahrzeuge.
    Und die Idee das ein Brennstoffzellenauto, ein Auto mit einem Wasserstoffmotor ist, wie ich eine Zeit lange dachte, ist so nicht ganz korrekt.
    Auf jeden Fall bin, aus welchen Gründen auch immer, auf diese Technik Quasi gestossen worden.
    Dabei habe ich festgestellt, das es sich bei einem Brennstoffzellenauto um einiges mehr handelt, als um ein Auto
    mit einem "Brennstoffzellenmotor".
    Hinter einem Brennstoffzellenauto, wie dem Toyota Mirai oder auch dem Hyundia ix 35 Fuell Cell, steckt in der Tat hochkomplexe Technik,
    vielleicht sogar zu komplex.


    Festhalten muss man zunächst, das ein Brennstoffzellenauto grundsätzlich ein Elektroauto ist.
    Ich erzähle kaum was neues, wenn ich sage, das bei einem reinen Elektroauto, der E-Motor von einem Akku mit Energie versorgt wird.
    Ein Brennstoffzellenauto wie zb. der Toyota Mirai funktioniert grundsätzlich genau so.
    Ein (kleiner) Akku, oder sagen wir eine Pufferbatterie liefert Energie an einen Elektromotor der das Fahrzeug antreibt.
    Der wesentliche Unterschied zu einem reinen Elektroauto liegt darin, wie dieser Akku nun mit Energie versorgt/aufgeladen wird.
    Bei einem reinen E-Auto scheint die Sache relativ klar, sobald der Akku leer wird, muss dieser wieder an der Steckdose oder Ladesäule aufgeladen werden.


    Anders bei einem Brennstoffzellenfahrzeug, hier wird der Strom den der Elektromotor für den Vortriebe benötigt, Quasi an Bord erzeugt, eben mit Wasserstoff.
    Beim Miari wird der Wasserstoff in zwei Hochdrucktanks gespeichert, und dieser wird bei Bedarf an die Brennstoffzelle abgegeben.
    In der Brennstoffzelle wird der Wasserstoff dann aber nicht in dem Sinne verbrannt, vielmehr wird hier der Wasserstoff mit der normalen Umgebungsluft,
    (die ja Sauerstoff enthält) zusammengeführt.
    Durch die dadurch entstehende Chemische Reaktion wird in der Brennstoffzelle Strom erzeugt.
    Dieser wird dann nicht zuletzt in Abhängigkeit vom aktuellen Lastzustand, in Teilen, der Pufferbatterie, oder auch direkt dem E-Motor zugeführt.
    Sogesehen ist der Mirai wie auch der ix35 Fuell Cell, ein Hybridauto, nur eben nicht Hybrid aus Elektro und Verbrenner,
    sondern Hybrid aus Elektro und Brennstoffzelle.
    Durch das zusammen führen von Wasserstoff und Sauerstoff entsteht wieder Wasser(dampf).


    Ja gut, könnte der eine oder andere jetzt Fragen, und was soll das alles, ist ja ein Riesenaufwand das Ganze.
    Was man an dieser Stelle als Vorteil verbuchen könnte ist, das diese Autos grundsätzlich ohne Erdöl fahren.
    Vorrausgesetzt die Erzeugung und der Transport des Wasserstoffs, sowie die Produktion der Autos usw. verbrauchen kein Erdöl...
    Also wenn man vom Erdöl weg kommen möchte, aus welchen Gründen auch immer, ist das schon mal eine Alternative.
    Ein weiterer Pluspunkt, ist natürlich, die (lokale) Emissionsfreiheit, denn selbst wenn in einem Großkraftwerk,
    (im Extremfall) wieder Erdöl verbrannt wird um Wasserstoff zu generieren, so sind zumindest die Wohngegenden weitgehend Emissionsfrei.
    Als weiterer Vorteil zu verbuchen wäre (wenn einem dieser Aspekt gefällt), das, wie auch beim reinen Elektroauto,
    keine oder kaum Motorgeräusche anfallen.
    Ein Vorteil der Brennstoffzellentechnik zum reinen Elektroauto ist, das man hier nur eine sehr kleine Pufferbatterie,
    aber keine mehrere hundert Kilogramm schweren Akkus benötigt.
    Was unter Umständen eine neue Diskusion über die nicht unumstrittene Ressourcenverknappung durch die Akkuproduktion von Elektroautos anfacht.


    Nur, wie der eine oder andere vielleicht schon befürchtet, hat die Brennstoffzellentechnik auch einige Klötze am Bein, wenn ich das man so sagen darf.
    Zumindest in der Form wie sie im Jahr 2018 eingesetzt wird.


    Fortsetzung folgt...

    "Nicht, was wir erleben, sondern wie wir empfinden,
    was wir erleben, macht unser Schicksal aus"

    Marie von Ebner-Eschenbach

  • Bitte nicht vergessen, es gab auch schon Versuche, Verbrennungsmotoren mit Wasserstoff zu betreiben (z.B BMW im 7er mit 5.4l V12). Leider war der Wirkungsgrad und die Leistungsausbeute schlecht und die Motoren hätten stark verändert werden müssen. Zudem hat Audi auch geplant über Wasserstoff synthetisches Methan herzustellen, genannt e-Gas.


    Ich, der den Verbrennungsmotor als Gottheit verehrt, hätte lieber so eine Lösung. gepaart mit einem E-Motor. Einen E-Motor an der Kurbelwelle, ein e-Gas Verbrenner und es wär der Renner :P .


    Zudem sind einige der Meinung, das der Verbrenner nach heutigem Stand der Technik, deutlich besser mit Wasserstoff zurecht kommen würde, als damals als BMW das ausprobiert hat.

    Golf 6 R in british racing green

                                                                                                                                                                                                                                                                             


    Ein Auto nicht zu tunen, um es besser verkaufen zu können, ist wie keinen Sex mit der Freundin zu haben, damit sie frisch für den nächsten ist.

  • Hi,


    BMW hat ja auch schon einige Jahre, wenn nicht schon Jahrzehnte, mit Wasserstoff in Ihren Fahrzeugen experimentiert. Leider hört man nichts mehr davon. Der ganz große Nachteil ist eben das erzeugen von Wasserstoff, weil dieses sehr energieaufwendig ist. Wie du auch schon geschrieben hast macht es keinen großen Sinn, die Erzeugung von Wasserstoff mit nicht umweltfreundlicher Energie zu erzeugen.

    Golf 7 R DSG / APR Tuning

    VCDS Hex Net & Launch X431 PRO 3S+/ BMW GS-911Wifi
    Helix Soundsystem
    Sommer: OZ Racing Superturismo GT Matt Schwarz 235/35 19“Y Pilot Sport 4S
    Winter: VW Cadiz Glanzgedreht 225/40 18"Y Pilot Alpin 4
    Schaltwippen und Türgriffblenden in echt Carbon fürs Auge 8o*lool*
    Internet: 1000/50 - Endlich GBit - Umstellung auf Fiber FTTH 1000/500

  • Ich persönlich finde die Wasserstofftechnik (egal wie) hochinteressant.


    Schon allein, weil es mir so unsinnig vorkommt, eine Technologie, die
    auf dem Verbrauch endlicher Rohstoffe basiert, durch eine andere Tech-
    nologie zu ersetzen, die wiederum auf dem Verbrauch von (voraussichtlich
    noch früher endlichen) Rohstoffen basiert.


    In diese Sinne hat Wasserstoff (insbes. in der Brennstoffzellen-Version)
    einen unschlagbaren Vorteil, denn er ist unendlich vorhanden. Zumindest
    solange der Wasserkreislauf auf unserer Erde funktioniert. Falls der mal
    nicht mehr funktionieren sollte, haben wir aber eh viel größere Probleme
    als Individualmobilität...

    Golf 7.5 GTi TCR | Tornadorot | DSG | HGR St. 1 = 330 PS, 460 Nm | 1.410 Kg + Fahrer | Wiechers Clubsport Bügel | 2 x Recaro SPG XL | Schroth Profi 2 | KW Clubsport 3-fach (Abstimmung: Raeder Motorsport) | Bremse: TT-RS Sättel (8J) + Carbopad 370 x 34 + Endless MA46b (ME-22 hinten auf OEM) | ProTrack One 9.0 x 18 ET52 |Dunlop Direzza 03G [H] 245/40/18


    Immer aktuelle Nordschleifen-Onboards: Youtube/Maody66TV

  • Bevor ich das die Themen Wirkungsgrad, Gewinnung und Speicherug von Wasserstoff etwas beleuchte,
    möchte ich die von Toyota angegebenen Eckdaten des Mirai anfügen.


    Toyota Mirai, technische Daten


    Der Toyota Mirai ist eine viertürige Limousine der oberen Mittelklasse (Fahrzeuglänge = 4,89 m)
    Das Auto wird von einem 114 kw (155 PS starken) Elektromotor über die Vorderräder angetrieben.
    Die Höchstgeschwindigkeit wird mit 178 km/h angegeben, die Beschleunigung von 0-100 km/h mit 9,6 Sekunden.
    Das Fassungsvermögen der beiden Wasserstofftanks beträgt insgesamt 5kg, welcher bei 1kg Verbrauch je 100 Kilometer,
    für 500 Kilometer Reichweite reichen soll.
    Der Tankvorgang mit Wasserstoff erfolgt Gasförmig unter Hochdruck, und soll in 5 Minuten erledigt sein.
    Das Leergewichts des Autos wird mit 1850 kg angegeben.
    Listenpreis in Deutschland, ohne den Abzug etwaiger Förderungen: 78.600 Euro.
    Das Auto ist im Prinzip von vorne bis hinten mit Technik voll gestopft.
    Platz finden müssen: zwei Verhältnismäßig große Hochdrucktanks, die etwa, oder gut so viel Platz benötigen wie zwei konventionelle PKW Tanks.
    Desweiteren ist eine Brennstoffzelle, ein kleiner Pufferakku, ein Elektromotor, und die entsprechende Steuerelektronik verbaut.
    Ansich sieht man es dem Auto nicht an, es hat einen normalen Fondraum, wie auch einen halbwegs normalen, wenngleich nicht allzu großen Kofferraum.
    Aber unter den ganzen Abdeckungen, und Verkleidungen scheint kaum irgendwo auch nur eine Tennisball rein zu passen, etwa überzogen formuliert.
    Auch eine Durchlademöglichkeit aus dem Kofferraum in den Fahrgastraum gibt es nicht, da in diesem Bereich einer der beiden Drucktanks verbaut ist.


    Wirkungsgrad Brennstoffzellenauto (Allgemein):
    Beim Wirkungsgrad einer Brennstoffzelle geht man im Allgemeinen von etwa 60 Prozent aus.
    Mit 60 Prozent meine ich, das 60 Prozent der Energie die man der Brennstoffzelle zuführt, in Energie umgewandelt werden.
    Der Energiegehalt von 1kg Wasserstoff mit dem man 100 Kilometer weit kommen soll, wird mit 33 kW/h angegeben.
    Für die Herstellung von 1kg Kilogramm Wasserstoff über die Elektrolyse werden wiederrum etwa 55 kW/h benötigt.
    Was man von den 33 kW/h Energie die ein Kilogramm Wasserstoff enthält, aber auch noch abrechnen muss (abgesehen vom genannten Wirkungsgradverlust in der Brennstoffzelle),
    ist der Wirkungsgrad des Elektromotors.
    Auch nicht berücksichtigt wird die Energie die benötigt wird, um den Gasförmigen Wasserstoff dann unter Druck in den Fahrzeugtank zu pressen.
    Vergleich Energiegehalt: 1 Liter Benzin enthält 8,9 kW/h, bei Diesel sollen es je Liter 9,8 kW/h sein.
    Der anzunehmende Verbrauch eines reinen E-Autos liegt im Fahrbetrieb bei etwa 15-20 kW/h je 100 km.
    Aber auch hier muss der Strom zuerst wo her kommen, und auch die großen Akkus wollen erst mal produziert werden.


    Die folgenden Werte der Brennstoffzelleneffizienz sind nicht in Stein gemeiselt, sondern eher als Richtwerte zu sehen


    Energiegehalt des Wassers>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>> 100 %
    Verluste bei der Wasserstofferzeugung (durch Elektrolyse)>>>>>>>> -40 %
    Verluste bei Speicherung durch Druckaufbau>>>>>>>>>>>>>>>>>>>> -15 %
    Verluste in der Brennstoffzelle (Wirkungsgrad)>>>>>>>>>>>>>>>>>> -40%
    Wirkungsgradverlust vom E-Motor>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>> -15 %
    Am Rad ankommen >>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>> ca. 25 %


    Die 25 Prozent Wirkungsgrad erscheinen im direkten Vergleich mit Otto oder Dieselmotor, denen ein Wirkungsgrad von 30-40 Prozent nachgesagt wird etwas mau.
    Fairerweise muss man aber dazu sagen, das scheinbar die 30-40 Prozent beim Diesel/Benziner auch nur unter günstigen Lastzuständen erreicht werden.
    Zudem muss man ja auch hier die Energie rechnen die aufgewandt werden muss, um den Diesel oder Benzintreibstoff herzustellen.


    Fortsetzung folgt...

    "Nicht, was wir erleben, sondern wie wir empfinden,
    was wir erleben, macht unser Schicksal aus"

    Marie von Ebner-Eschenbach

  • In Deutschland wird ja viel Strom auch nach z.B. Österreich quasi verschenkt und wenn wir den brauchen kaufen wir diesen teuer zurück 8|
    Diesen überflüssigen Strom könnte man direkt in Wasserstoff umwandeln und hätte auch eine Energiereserve wenn wieder mehr Strom benötigt wird. Denke eine Art Brennstoffzellenkraftwerk wäre sicher auch machbar.
    Viele Möglichkeiten die alle auf ihre Umsetzung warten.


    Finde aber den E-Antrieb mit Brennstoffzelle auf jeden Fall die Technik der Zukunft wenn man auf den klassischen Verbrenner verzichten möchte.

    Golf 8 R PP


    Golf 7 R FL SLS Stufe 2 SLS AGA ab Kat


    Golf 6 R DTH ab Turbo FTS Stufe 1 KW V3

  • Sehr interessant vielen Dank schon mal dafür.


    Ich bleib dabei, ich seh die Zukunft kurz und mittelfristig in E Fuel. Was zum Beispiel China exzessiv da treibt mit Batterie E Autos wird nicht funktionieren. Weder infrastrukturell noch aus gründen die @maody66 genannt hat.

  • Oh, dann recht herzlichen Dank dafür! :P:D

    Da machen es die Österreicher und Schweizer einfach clever. Nachts günstig Strom aufkaufen, Pumpspeicherkraftwerke füllen und am Tag wieder in Energie umwandeln.
    Aber bevor man das schlecht macht... Ja die Deutschen machen da ein Minusgeschäft, sind aber selber Schuld. Man muss die Energie irgendwo speichern können und ein Pumpspeicherkraftwerk ist da die beste, effizienteste und sauberste Art. Alle anderen Speicher (Batterie, Wasserstoff etc.) sind einfach grober Unfug, da Ressourcen verschwnedet werden (Batterie) oder ein schlechter Wirkungsgrad besteht. Da sollten mal ein paar Leute aufwachen, denn mit der Technik, könnten wir bereits heute einige Energieprobleme lösen. Dafür müssten aber alle europäischen Länder zusammenarbeiten. Der eine kann Solarstrom produzieren, der andere Wind, andere Wasserkraft und einige können Strom ohne schädliche Umwelteinflüsse speichern (die Thematik: überschwemung von Kulturland für Auffangbecken lassen wir bitte...).

    Golf 6 R in british racing green

                                                                                                                                                                                                                                                                             


    Ein Auto nicht zu tunen, um es besser verkaufen zu können, ist wie keinen Sex mit der Freundin zu haben, damit sie frisch für den nächsten ist.

  • @ murdock
    E-Fuel hören sich interessant an, dürften aber auch relativ aufwendig in der Herstellung sein.



    Und jetzt weiter mit Herstellung und Speicherung von Wasserstoff.


    Gewinnung von Wasserstoff:
    Wasserstoff soll das leichteste Element auf diesem Planeten sein, und ist Teil des Wassers, ist aber auch anders wo enthalten.
    Eine der vielleicht einfachsten Methoden Wasserstoff zu erzeugen, ist durch Elektrolyse von Wasser.
    Das Prinzip dieser Methode ist vergleichsweise Simpel, nicht neu, und kann auch in Baukastenform zum experimentieren gekauft werden.
    Kurzum, in einem Becken mit Wasser setzt man entsprechende elektrische Leiter unter Spannung, dadurch spaltet sich der Wasserstoff ab,
    dieser steigt auf, und braucht dann mehr oder weniger "nur" mehr aufgefangen und gespeichert werden.
    Aber gerade das ist jetzt eben Pferdefuß Nummer eins, ich muss zuerst Energie in irgendeiner Form zuführen, um Wasserstoff überhaupt mal erzeugen zu können.
    Natürlich liese sich diese Problematik etwas eindämmen, wenn man das Elektrolysebad mit Strom aus zb. Photovoltaik oder Windkraft speist.
    Abzuwarten bleibt, ob sich in Zukunft effizientere Methoden der Wasserstoffgewinnung anbieten, als die relativ Energieaufwendige Variante durch Elektrolyse.


    Flüssig-Speicherung von Wasserstoff und BMW Hydrogen 7:
    Beim Wasserstoff hat man die Thematik, das es sich hierbei um ein sehr eigenwilliges/flüchtiges Gas handelt.
    Soll heißen, es wäre An sich zwar Flüssig, verdampft aber schon bei Extrem niedrigen Temperaturen.
    Denn Siedepunkt von normalen Leitungswasser kennt man, und dieser liegt, (je nach umgebenden Druck), bei etwa 100 Grad Celsius.
    Der Siedepunkt von Wasserstoff, liegt bei ca. -253 Grad Celsius (Minus 253 !).
    Also wenn man Wasserstoff flüssig halten möchte, ist schon ganz schön was los.
    Denn dann darf die Temperatur -253 Grad Celsius nicht übersteigen, andererseits sollte diese aber auch nicht unter -259 Celsius abfallen, denn dann wird Wasserstoff
    fest, und lässt sich somit kaum mehr in Leitungen transportieren.


    Und dennoch hat sich BMW der Herausforderung gestellt, und vor gut 10 Jahren ein mit flüssigen Wasserstoff angetriebenes Auto gebaut.
    Denn 7er Hydrogen.
    Es handelt sich hierbei aber nicht um ein Brennstoffzellenfahrzeug, sondern um einen konventionellen Ottomotor, der einen Benzin,
    sowie einen Wasserstofftank an Bord hatte.
    Der modifizierte Ottomotor konnte wahlweise mit Benzin oder mit Wasserstoff betrieben werden, mit flüssigen Wasserstoff!
    Das heißt es wurde ein Spezialtank angefertigt (ich glaube von Magna Steyr),
    der Doppelwandig ausgeführt, und 30 mm Dick war.
    Gefüllt wurde die Doppelwandige Konstruktion mit einem Vakuum, und an der Innenseite war eine zusätzliche Spezialdämmschicht angebracht.
    Der Tank war entsprechend groß, und hat das Kofferraumvolumen dementsprechend verkleinert.
    Wie sich der eine oder andere vielleicht jetzt denken kann, kann selbst die beste Dämmung der Welt die Temperatur nicht konstant auf -253 Grad halten.
    Aber nur so viel, die Doppelwandige gerade einmal 30 mm dicke Spezialkonstruktion des Tanks hatte eine Isolierfähigkeit, die Vergleichbar ist mit 17 Meter Styropor!


    Da sich bei steigenden Temperaturen Wasserstoff beginnt auszudehnen wurde der dadurch entstehende Druck durch entsprechende Ventile abgelassen.
    Bin mir jetzt nicht ganz sicher, aber ich glaube nach ca. 10 Tagen, oder so was in der Art, haben sich auf diese Weise rund 50 Prozent des
    Tankinhalts verflüchtigt, ohne das mit dem Auto auch nur ein Meter gefahren wurde.
    Das, und auch der nicht Oberklassentaugliche raue Motorlauf im Wasserstoffbetrieb, sowie die verhältnismäßig hohen Wasserstoffkosten, der hohe Verbrauch,
    und die geringere Leistung im Gegensatz zum Benzinbetrieb,
    haben letztendlich zur Einstellung, der auf 100 Fahrzeuge geplante Klein-Versuchsflotte geführt.
    BMW hat dem Projekt scheinbar dennoch etwas positives abgewonnen.
    So in der Art, " wir haben den ersten Schritt gesetzt, der in Zukunft, in einer Form noch Früchte tragen wird " (jetzt Sinngemäß geschrieben).


    Letztendlich zeigt es aber, die Speicherung des Wasserstoffs in Flüssiger Form, ist zumindest bei der Technik die heute am Markt angeboten wird, eher nicht der heilige Gral.
    Zudem kommt, das sehr große Energiegemengen eingesetzt werden müssen, um den Wasserstoff überhaupt auf unter -253 Grad Celsius abzukühlen,
    was den Gesamtwirkungsgrad erheblich reduziert.


    Gas-Förmige Speicherung von Wasserstoff:
    Bleibt (fast) nur noch die Speicherung in Gasform.
    Toyota gibt für den Mirai einen Verbrauch von 1 kg Wasserstoff je 100 Kilometer an.
    Wasserstoff an sich hat aber (zumindest in Gasform) eine sehr geringe Energiedichte.
    Das bedeutet 1kg Wasserstoff würde in unkomprimierter Form das Volumen von 11m³ einnehmen, also 11.000 Liter.
    Einen Kraftstofftank mit 11.000 Litern Inhalt in Kraftfahrzeug einzubauen, um damit 100 Kilometer weit zu kommen, ist natürlich ein wenig Realitätsfern.
    Den Wasserstoff aber auf -253 Grad Celsius abzukühlen, um somit die Energiedichte entsprechend zu erhöhen,
    ist wie schon erwähnt, zumindest bei der heute angewandten Technik auch keine wirkliche Option.


    Also, löst man das Problem aktuell so, in dem man den Gasförmigen Wasserstoff (sehr) stark komprimiert/verdichtet um so die Energiedichte drastisch zu erhöhen.
    Meines Wissens nach, ist das auch die einzige Art und Weise wie man heutzutage Wasserstoff an öffentlichen Tankstellen nachtanken kann.
    Also kurz und gut, der Wasserstoff wird mit bis zu 700 bar, in die beiden Druckbehälter des Toyoate Mirai gepresst.
    Und selbst bei diesen fast ein wenig beängstigten Druckverhältnissen kommt man noch immer auf gut 120 Liter Inhalt der beiden insgesamt etwa 5kg fassenden,
    und rund 100 kg schweren Drucktanks.
    Angaben inwieweit der Druck in diesen Tanks, selbst bei Nichtbenützung des Fahrzeuges gehalten werden kann, sind mir zwar nicht bekannt,
    aber es soll hier zu keinen nennenswerten Verlusten kommen.
    Zudem sind im inneren des Autos Detektoren angebracht, die, sollte dennoch irgendwo Wasserstoff austreten anschlagen,
    sowie auch entsprechende Sicherheitsventile selbsttätig schließen.


    Speicherung des Wasserstoffes in einem Trägermedium
    Eine Nischenvariante wenn man so will, soll die Speicherung des Wasserstoffs in einer Art Trägersubstanz sein.
    Hier wird der Wasserstoff einer anderen Substanz oder Flüssigkeit beigemengt mit der er sich dann mehr oder weniger verbindet,
    und so unter normalen Umgebungstemperaturen gelagert werden kann.
    Hierüber habe ich keine wirklich näheren Informationen, allerdings soll auch dieses Verfahren nicht ganz unproblematisch sein.
    Einerseits weil auch hier wieder Energie benötigt wird um den Wasserstoff im Medium zu speichern,
    und andererseits, weil dann ein zweites Mal Energie benötigt wird, um den Wasserstoff aus der Trägersubstanz wieder zu lösen.
    Und die Frage ob man den Wasserstoff wirklich wieder in seiner Reinform aus dem Trägermedium entzogen bekommt, ist auch nicht klar beantwortet.


    Speicherung von Wasserstoff als System-Lastausgleich:
    Ein anderer Aspekt der Speicherung von Wasserstoff ist vielleicht der, das man ihn unter Umständen auch nutzen kann um Überschüssigen Strom zwischen zu speichern.
    Man weiß Strom speichern ist mit der heutig Verfügbaren Technik (Stand 2018), nicht ganz unproblematisch.
    Im großen Stil gibt es zwar 1000 und eine Möglichkeit(en), aber so wirklich zufrieden stellend ist kaum eine davon, nicht zu letzt aufgrund teils hoher Umwandlungsverluste.
    (wenn zb. mit dem Überschusstrom ein Kompressor betrieben wird, der in einem Behälter Druck aufbaut, dieser dann, wenn benötigt wieder Rückgewandelt werden kann).
    Zuegegeben, auch die Umwandlung von Strom in Wasserstoff ist mit Wandlungsverlusten behaftet, aber es ist eine Alternative.
    Eine Alternative allen voran deswegen, weil man den in Wasserstoff gespeicherten Überschusstrom direkt in ein Brennstoffzellenauto tanken könnte.
    Würde der Überschusstrom zb. wieder in Form von Druckaufbau gespeichert werden, so müsste man bei der Rückumwandlung in Strom (zb. für ein Elektroauto), vermutlich nochmals Wandlungsverluste in Kauf nehmen.
    Wobei, allerdings wie schon erwähnt, alleine die Befüllung eines Autos mit Wasserstoff auch wieder zu Verlusten führt, hat eben alles ein für und ein wider.


    Fronius, bekannt für Gebäudeanlagentechnik, hatte so ein System auch eine Zeit lang (ich glaube als Prototyp) für Einfamilienhäuser im Programm.
    Das Prinzip war und ist relativ simpel.
    Denn Überschusstrom den die Photovoltaik gegeben falls liefert, speichert man nicht in teuren Akkus zwischen, sondern wandelt den Strom durch Elektrolyse von Wasser
    eben in Wasserstoff um, und speichert diesen Beispielsweise, in entsprechenden Druckflaschen.
    Das ganze wäre natürlich auch im großen Stil für Windradparks denkbar.
    Anstelle von Lastschwachen Zeiten einen Teil der Windräder anzustellen, könnte man diese weiter laufen lassen, und den Überschuss speichern.
    Darüber unter welchen Umständen, oder Bedingungen so eine Anlage dann aber auch wirtschaftlich und halbwegs vernünftig zu betreiben ist,
    dürfte auch Teil kontroverser Diskussionen sein.


    Fortsetzung folgt...

    "Nicht, was wir erleben, sondern wie wir empfinden,
    was wir erleben, macht unser Schicksal aus"

    Marie von Ebner-Eschenbach

  • Versorgung von Wasserstofftankstellen mit Wasserstoff:
    Da gibt/gäbe es verschiedene Möglichkeiten.
    Eine ist, die Tankstelle wird einfach nur mit Druckflaschen beliefert, welche wenn sie aufgebraucht sind, wieder ausgetauscht werden.
    Eine andere Variante ist, die Tankstelle wird mittels LKW mit Wasserstoff versorgt, welcher dann aber erst direkt beim Tankvorgang entsprechend
    verdichtet, und in den Fahrzeugtank Quasi gepresst wird.
    Eine andere Möglichkeit wäre die Versorgung mit einer Pipeline.
    Aber die vielleicht charmanteste Lösung wäre, den Wasserstoff überhaupt erst vor Ort, also an der Tankstelle zu erzeugen.
    Beispielsweise, mit Windkraft oder Solar, oder einfach durch das konventionelle Stromnetz, welches die Energie liefert,
    um Beispielsweise durch Elektrolyse aus Wasser Wasserstoff zu generieren.


    Anzahl der Wasserstofftankstellen:
    Die in Österreich sich in Betreibe befindenden Wasserstofftankstellen kann man an einer Hand abzählen (fünf sollten es sein).
    In Deutschland sieht es (im Verhältnis zur Einwohnerzahl) nicht viel besser aus, sind so um die 40-50 Stück.
    Gerade das Wasserstofftankstellennetz in Deutschland soll in den nächsten Jahren jedoch erweitert werden, so die offiziellen Angaben.
    Klar, die Betreiber wollen keine (sündteure) Wasserstofftankstelle errichten wenn es kaum entsprechende Autos gibt.
    Und die Hersteller wollen nicht verstärkt in die Wasserstofftechnik investieren, solange das Netz nicht entsprechend ausgebaut ist...


    Brennstoffzelle alternativ mit Methanol betreiben (RG Nathalie):
    RG Nathalie - ein klingender Namen, der Namen eines Supersportwagens.
    Ein Sportwagen mit einer Technik an Bord, von der man nie wieder was hören wird?
    Möglich, oder aber vielleicht doch eine Alternative zu den heutigen Alternativen :)
    Allen vorweg:
    RG = Roland Gumpert (man erinnere sich an den Gumpert Apollo)
    Nathalie = der Name seiner Tochter


    Der Wagen erinnert mich optisch an den Nissan GTR.
    Der RG Nathalie ist ebenfalls ein Brennstoffzellenfahrzeug, allerdings wird nicht flüssiger Wasserstoff unter hohen Druck getankt,
    sondern flüssiges Methanol.
    Roland Gumpert hat in Zusammenarbeit mit einen Elektro-Auto-"Startup" aus Shanghai, sowie Audi, den RG Nathalie entwickelt.


    Der für den Vortrieb benötigte Wasserstoff wird, so heißt es, von einem sich an Bord befindenden Reformer (durch erhitzen) aus Methanol erzeugt.
    Der daraus resultierende Wasserstoff wird wiederum einer Brennstoffzelle zugeführt, wo er mit der Umgebungsluft chemisch reagiert und Strom erzeugt.
    Das Auto besitzt für ein Brennstoffzellenfahrzeug auch einen Verhältnismäßig großen Akku, mit dem auch bei trockenen Methanoltank,
    (aber aufgeladenen Akku) noch eine gute Distanz zurück gelegt werden kann.
    Interessant am RG Nathalie ist auch die Kraftübertragung, denn die erfolgt über vier E-Motoren, für jedes Rad einer.
    4x150 Kw Leistung, macht in Summe 600 KW = 816 PS.


    Von 0-100 km/h soll es in unter 2,5 Sekunden gehen, und die Reichweite wird mit über 1000 Kilometer angegeben (wenn Akku und Tank voll sind).
    Aber auch in Sachen Handling könnten sich hier neue Türen öffnen, Stichwort Torque Vectoring.
    Während ja bei konventionellen Antrieben, gegeben falls mit Überlagerungsgetrieben, das Kurvenäußere Rad beschleunigt werden muss,
    um das Auto in die Kurve zu drehen, ergeben sich beim RG Nathalie ganz neue Möglichkeiten.
    Da jedes Rad seinen eigenen Elektromotor hat, können diese auch unabhängig von einander angesteuert werden.
    Geplant sind 500 Stück des RG Nathalie, zum Preis von je 420.000 Euro.
    https://rolandgumpert.com/

    "Nicht, was wir erleben, sondern wie wir empfinden,
    was wir erleben, macht unser Schicksal aus"

    Marie von Ebner-Eschenbach

  • Grundsätzlich interessant, allerdings halte ich die Versorgung für fragwürdig. Wasserstoff lässt sich unglaublich schlecht transportieren..

    - in Druckflaschen beispielsweise, brauchst du ca. 75kg Behältermasse um nur 1kg Wasserstoff zu transportieren.
    - kommt der LKW, muss das ganze erst verflüssigt werden. Dazu braucht es einen aufwendigen Kühlkreislauf und die benötigte elektrische Energie beträgt ca. 20% des Wasserstoffbrennwertes. Außerdem verdampfen dann täglich fast 2% und man benötigt flüssigen Stickstoff zur Vorkühlung. Damit kommt man aber immerhin auf 11kg Wasserstoff/100kg Speichermedium
    - Pipelines eignen sich super, aber so ein großes Netz zu legen würde wohl den Rahmen sprengen ;) für Städte mit Wasserstoffherstellern aber durchaus interessant
    - an der Tankstelle erzeugen halte ich für absolut unrealistisch. An vielen Orten fehlt der Platz für eine solche Anlage, der Prozess muss überwacht werden und zumindest bei uns auf dem Werk ist es so, dass sich innerhalb von 80m Umkreis der Wasserstoffanlage keinerlei andere Gebäude befinden dürfen (+Feuerwehr nötig!)
    Damit scheiden 90% der Tankstellen die ich kenne aus

Jetzt mitmachen!

Sie haben noch kein Benutzerkonto auf unserer Seite? Registrieren Sie sich kostenlos und nehmen Sie an unserer Community teil!