Brennstoffzellen in Haus und Auto

[La-Forge]

Nachhaltige Wasserstoffproduktion

ich hab gerade einen beitrag auf euronews gesehen wo es um nachhaltige wasserstoffproduktion ging:

die haben wasser in dampf-form gebracht, durch einen keramischen katalysator geleitet der durch die sonne erhitzt wurde. und raus kam wasserstoff und sauerstoff getrennt.

auf deren seite steht was von 600 bis 1100 grad celsius, aber ich denke doch mal nen guter ansatz. ich befürchte zwar das der ganze spaß nicht so ohne weiteres skalierbar ist, aber doch ein brauchbarer ansatz wasserstoff durch pure sonnenenergie zu produzieren.

für alle die es interessiert (die seite sagt leider nicht allzuviel)
hydrosol-project.org

vllt gibt es ja doch den schritt der wasserstoff-ökonomie auf dem weg zur elektroökonomie.

PS.: so wie ich euronews kenne bringen die den beitrag heute nmoch ein paar mal... gehört in die kategorie futuris

[MRM]

Bei den Ubooten mit Brennstoffzellen handelt es sich um die Klasse 212. Die Brennstoffzellen werden anscheinend wirklich direkt mit Wasserstoff und Sauerstoff betrieben.

Hier ein paar Links:

http://www.mariengymnasium-jever.de/brenn10b/marine.html

http://www.thyssen-nordseewerke.de/d/prod/klasse212.html

http://www.die-marine.de/daten/u212.htm

Leider habe ich bisher nichts zur Wasserstoffherstellung gefunden oder sonst etwas in Bezug auf die Energieumsetzungseffizienz. Die Speicherung soll in einem Metallhydrid erfolgen, also nicht mehr in einem Druckbehälter.

http://www.hycar.de/metallhydrid.html

So wie ich das Verstanden hab, sind die Metalhydridspeicher in sofern nicht schlecht. alas daß sie den Wasserstoff nicht ohne weiteres wieder freisetze. Allerdings haben sie ein hohes Gewicht. Das is tnicht gerade günstig, wenn man einen solchen Speicher im Auto als Tank verwenden will, da das Gewicht den Verbrauch in die Höhe treibt.

Zudem handelt es sich bei dem Speichern mittels Metallhydrid um eine reversible chemische Reaktion. Wärme wird beim betanken frei, und der Tank wiederum muß erwärmt werden, damit er den Wasserstoff wieder freisetzt. Das bedeutet, daß man es hier wiederum mit Umsetzungsverlusten zu tun hat. Wenn man ohnehin solche Verluste in Kauf nimmt, kann man sich auch überlegen, ob man nicht gleich leichter zu handhabende Energieträger einsetzt.

Wenn ich mich richtig an eine Artikelserie in Nature oder Science erinnere, ist Wasserdampf ein Treibhausgas, was hochwirksam ist. Die Effekte sind nur kurzfristiger, als bei anderen Treibhausgasen.

Ja, ist mir schon klar, die Frage ist nur ob durch die Verbrennung von Wasserstoff mehr Wasserdampf in der Atmosphäre vorhanden wäre. Zumal die CO2 bedingte erwärmung sorgt mit sicherheit für mehr Wasserdampf ( weil wärmere Luft mehr Wasser aufnehmen kann ), als Wasserstoff verbrennende Autos das je könnten, den wen die Luft gesätigt ist ( was ja ohnehin an jedem Tag der Fall ist, an dem du einen Regenschirm brauchst ), regnet der zusätzliche Wasserdampf einfach wieder ab. Darüber hinaus bildet Wasserdampf in höheren Luftschichten für Wolken, die wiederum eher abkühlend wirken ( Reflexion der Sonnenstrahlen an der Wolkenoberseite )

[max]

Bei den Ubooten mit Brennstoffzellen handelt es sich um die Klasse 212. Die Brennstoffzellen werden anscheinend wirklich direkt mit Wasserstoff und Sauerstoff betrieben.

Hier ein paar Links:

http://www.mariengymnasium-jever.de/brenn10b/marine.html

http://www.thyssen-nordseewerke.de/d/prod/klasse212.html

http://www.die-marine.de/daten/u212.htm

Leider habe ich bisher nichts zur Wasserstoffherstellung gefunden oder sonst etwas in Bezug auf die Energieumsetzungseffizienz. Die Speicherung soll in einem Metallhydrid erfolgen, also nicht mehr in einem Druckbehälter.

Hingegen sehe ich im Wasserdampf kein so großes Problem, da der Wasserdampf in der Atmosphäre ohnehin häufig gesättigt vorliegt und mehr als gesättigt geht ohnehin nicht.

Wenn ich mich richtig an eine Artikelserie in Nature oder Science erinnere, ist Wasserdampf ein Treibhausgas, was hochwirksam ist. Die Effekte sind nur kurzfristiger, als bei anderen Treibhausgasen.

[MRM]

Deshalb setzt man bei Haushalten und ähnliches auf dei Brennstoffzellen, die nicht direkt mit Wasserstoff betrieben werden
Wie die SOFC z.b
Die hat zwar nicht so einen hohen Wirkungsgrad wie eine AFC, gilt dennoch als Favorit wenn es darum geht Haushalte zu versorgen.

Die SOFC waren die mit dem MEthan, richtig ? Ich denke in den nächsten Jahren wird denen auch die Zukunft gehören, längerfristig müßte man sich dann aber überlegen, was man macht, wenn das Methan ausgeht ( mit dem bisschen Biogas das Anfällt wird man wohl kaum alle Haushalte Deutschlends vesorgen können ), oder ob man aus H2 Methan oder einen anderen Energieträger herstellen kann.

[FirstBorg]

Deshalb setzt man bei Haushalten und ähnliches auf dei Brennstoffzellen, die nicht direkt mit Wasserstoff betrieben werden
Wie die SOFC z.b
Die hat zwar nicht so einen hohen Wirkungsgrad wie eine AFC, gilt dennoch als Favorit wenn es darum geht Haushalte zu versorgen.

[MRM]

Aber das reduziert im Endeffekt den Gesamwirkungsgrad wenn man dauernd Energie "konvertiert".

Richtig, aber der Gesamtwirkungsgrad verringert sich auch, wenn sich ständig H2 verflüchtigt. 10%-20% haben die jetzt schon bei gut gewarteten Anlagen mit best möglichen Dichtungen. Nu stell dir mal vor, jeder Privathaushalt mit nicht so gut gearteten Anlagen würde damit umgehen, dann verfliegt noch mehr davon. Das müßte man dann gegen die Umwandlungsverluste gegenrechnen. Hinzu kommt, das der sich verflüchtigende Wasserstoff offenbar Schäden in der Ozonschicht anrichtet ( siehe Links weiter oben ). Und ich denke , in einem solchen Fall sind Umwandlungsverluste hinzunehmen.

[FirstBorg]

Aber das reduziert im Endeffekt den Gesamwirkungsgrad wenn man dauernd Energie "konvertiert".

Wo ist eigentlich das Problem, wenn man es verflüssigt und dann in speziellen Thermosflaschen aufbewahrt? Dürfte dann doch auf lange Zeit kalt bleiben.
Ich meine andere Gase werden doch auch so flüssig aufbewahrt.

[MRM]

Hmm, kA, hab mich nie damit auseinandergesetzt. Aber ich denke nicht das die Lagerung so ein Problem darstellt.

IMO ist das das größte Problem an dem Wasserstoff, eben weil er so klein und flüchtig ist. Man könnte ishc vielleicht überlegen, ob man die im Wasserstoff steckende Energie nutzt, um daraus andere Energiereiche Verbindungen herzustellen, die leichter zu lagern sind.

[FirstBorg]

Hmm, kA, hab mich nie damit auseinandergesetzt. Aber ich denke nicht das die Lagerung so ein Problem darstellt.

[MRM]

Solange die unsere Zelle nicht ans Militär verkauft haben, denke ich nicht das wir das waren

Wie speichert man wohl am besten Wasserstoff.... hmmm... Gasflaschen?

Tja, ist das wirklich so ein guter Speicher ? Anderswo hab ich gelesen, daß durch Lagerung und Transport 10%-20% Verlust entstehen, weil die extrem kleinen H2 Moleküle auch durch Dichtungen diffundieren können, ganz besonders wenn der Lagerbehälter unter Druck steht, wie eben bei deiner Gasflasche. Wenn du H2 stattdessen kühlst um es als Flüssigkeit zu Lagern/Transportieren, dann mußt du wiederum Energie für die Kühlung aufwenden.

Wenn du es chemisch bindest, ist es wiederum für Mobile einheiten ungeeignet, weil diese dann einen dicken Block von diesem Material mitschleppen müßten ....

[FirstBorg]

Solange die unsere Zelle nicht ans Militär verkauft haben, denke ich nicht das wir das waren

Wie speichert man wohl am besten Wasserstoff.... hmmm... Gasflaschen?

So eine Zelle erfodert nicht sehr viel Gas. Wir kamen bei unseren Versuchen mit einer 6 Liter Flasche ganz gut aus... mehr als die Hälfte der Flasche war em Ende noch übrig.

[MRM]

Bei einer AFC wie wir sie gebaut hatten, geht das direkt mit H2 und O.
Im Elektrolyten, Kaliumhydroxid reagiert das dann zu wasser und Energie, grob ausgedrückt

Und ihr habt die BSZ für das U-Boot gebaut, von dem max geredet hat ...???

Weil wenn die im U-Boot tatsächlich H2 lagern würd mich schon interessieren wie die das machen.

[FirstBorg]

Bin mir nämlich nicht sicher, ob die BSZ tatsächlich direkt aus H2 gespeist werden oder nicht.

Bei einer AFC wie wir sie gebaut hatten, geht das direkt mit H2 und O.
Im Elektrolyten, Kaliumhydroxid reagiert das dann zu wasser und Energie, grob ausgedrückt

[MRM]

Herkömmliche Stromnetze sind nicht in der Lage Energie zu speichern. Produzierte Energie muss unmittelbar verbraucht werden. Methoden, wie bei den Wasserkraftwerken, wo mit billigen Nachtstrom Wasser wieder heraufgepumpt wird, dass dann tagsüber zur Stromgewinnung genutzt wird, ist wohl auch nicht optimal.

Die Methode ist sicher nicht optimal, aber IMO dennoch vertretbar, denn es gibt zZ leider keine optimale Lösung für dieses Problem, und jede unvollkommene Lösung ist immer noch besser als keine Lösung.

Wasserstoff kann hier eine Lösung sein, weil sich Wasserstoff eben zur Energiespeicherung dienen kann. Die Speicherung von Wasserstoff mag sicher noch verbesserbar sein, aber alleine die Tatsache, dass inzwischen ein Wasserstoff-getriebenes Uboot bei der Bundesmarine in Dienst gestellt wurde, spricht doch dafür, dass diese Technik ernorme Fortschritte macht.

Hast du mal ein Link zu dieser Technik ? Bin mir nämlich nicht sicher, ob die BSZ tatsächlich direkt aus H2 gespeist werden oder nicht. Zudem beim Milität steht Wirtschaftlichkeit nicht unbedingt an erster Stelle. Die waren AFAIR vor allem deshalb so begeistert von den BSZ U-Booten, weil sie sogar leiser als Atom U-Boote waren...

Echt? Und Wasserstoff würde bis in diese Höhe aufsteigen ohne zuvor durch Reaktionen verbraucht zu werden? Mir ist bekannt, dass Wasserdampf ein Treibhausgas ist, weshalb es wohl vorteilhaft wäre, nicht einfach das Wasser verdampfen zu lassen, sondern es zu kondensieren (und es zu nutzen).

Naja, aber Wasserstoff steigt extrem schnell in große höhen, und zudem geht wohl recht viel verloren. In den Berichten die ich bislang gelesen habe, ist von 10% - 20 % die rede. Berücksichtigst du dann noch den Umwandlungsverlust bei der erzeugung bin ich mir gar nicht mehr so sicher, ob so ein Pumpspeicherwerk tatsächlich noch so schlecht im Vergleich zu H2 bschneidet.
Hingegen sehe ich im Wasserdampf kein so großes Problem, da der Wasserdampf in der Atmosphäre ohnehin häufig gesättigt vorliegt und mehr als gesättigt geht ohnehin nicht. Es würde vielleicht etwas mehr regnen ...

Versteh mich nicht falsch, ich bin kein erklärter Gegner der Wasserstofftechnik. Aber man sollte IMO sich nicht aus politischen Gründen zu sehr auf Wasserstoff fixieren, und stattdessen auch nach anderen Möglichkeiten, Enerie zu speichern, ausschau halten. Vielleicht gibt es bessere Möglichkeiten, wenn man dannach sucht ...

http://www.netzeitung.de/wissenschaft/243402.html

http://www.christian-grosser.de/wasserstoff.html

[max]

Da wäre ich mir nicht so sicher. Das Hauptproblem der regenerativen Energien ist doch, daß sie strom liefern wenn die Sonne scheint, der Wind bläst usw...

Herkömmliche Stromnetze sind nicht in der Lage Energie zu speichern. Produzierte Energie muss unmittelbar verbraucht werden. Methoden, wie bei den Wasserkraftwerken, wo mit billigen Nachtstrom Wasser wieder heraufgepumpt wird, dass dann tagsüber zur Stromgewinnung genutzt wird, ist wohl auch nicht optimal. Wasserstoff kann hier eine Lösung sein, weil sich Wasserstoff eben zur Energiespeicherung dienen kann. Die Speicherung von Wasserstoff mag sicher noch verbesserbar sein, aber alleine die Tatsache, dass inzwischen ein Wasserstoff-getriebenes Uboot bei der Bundesmarine in Dienst gestellt wurde, spricht doch dafür, dass diese Technik ernorme Fortschritte macht.

Zudem gab es ja untersuchungen, daß freigesetzter Wasserstoff die Ozonschicht schädigt.

Echt? Und Wasserstoff würde bis in diese Höhe aufsteigen ohne zuvor durch Reaktionen verbraucht zu werden? Mir ist bekannt, dass Wasserdampf ein Treibhausgas ist, weshalb es wohl vorteilhaft wäre, nicht einfach das Wasser verdampfen zu lassen, sondern es zu kondensieren (und es zu nutzen).