Wasserstoffspeicher
Volltanken mit Wasserstoff
Forscher entwickeln derzeit Speicher, um Brennstoffzellen mit ausreichend Wasserstoff für Langstreckenfahrten per Autos versorgen zu können. Trotz zahlreicher Fortschritte erscheint der Weg zu einem breiten Einsatz jedoch noch weit.
Wasserstoff, ob direkt verbrannt oder in Brennstoffzellen verbraucht, bietet für zukünftige Fahrzeuge interessante Antriebsoptionen. Die heimische Industrie kann Wasserstoff herstellen, entweder aus chemischen Grundstoffen oder mittels Elektrolyse, etwa mit Strom aus erneuerbaren, nuklearen oder fossilen Energiequellen. Das transparente Gas ist ungiftig und kann – praktisch ohne Umweltverschmutzung – als Kraftstoff für Antriebstypen dienen. Bei seiner Verbrennung entsteht kein Kohlendioxid, das als Treibhausgas das Klima schädigen könnte. Und wird Wasserstoff in eine Brennstoffzelle geleitet – eine batterieartige Zelle, die durch so genannte kalte Verbrennung aus Wasserstoff und Sauerstoff Elektrizität erzeugt –, kann der Strom Elektromotoren antreiben. Als Reaktionsprodukte entstehen lediglich Wasser und Wärme (siehe »Weichen stellen für den Wasserstoff«, SdW 6/2005, S. 86). Brennstoffzellenautos könnten mehr als doppelt so effizient sein wie normale Fahrzeuge. Damit würde Wasserstoff dazu beitragen, ökologische und gesellschaftliche Probleme zu mildern oder zu lösen – bei der Luftverschmutzung, Gesundheitsproblemen, dem Klimawandel oder dem Ölverbrauch.


Sunita Satyapal, John Petrovic und George Thomas arbeiten im Programm für angewandte Forschung und Entwicklung der US-Energiebehörde (DOE) über Technologie der Wasserstoffspeicherung. Satyapal leitet die F&E-Aktivitäten zur Wasserstoffspeicherung des DOE. Petrovic ist Berater
des DOE and Fellow der American Ceramic Society sowie der American Society for Materials International. Thomas, zurzeit Berater des DOE, arbeitet an den Sandia National Laboratories über die Wechselwirkung
von Wasserstoff und Metallen. Die im Text vertretenen Ansichten sind die der Autoren und nicht die der US-Energiebehörde.
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1. Wissenschaftlicher Irrweg
24.06.2007, Dipl.-Ing. Jens Fronemann, Simmelsdorf,Daher mein Vorschlag für den Energiekreislauf der Zukunft: CO2 und H2O wird aus der Luft gefiltert und durch Sonnen-, Wind-, Kernenergie, Erdwärme, Kernfusionsenergie etc. zu CHx und O2 synthetisiert. Diese CHx können auf den bekannt einfachen Wegen transportiert, gelagert und in Wärmeenergie umgewandelt werden. Dabei wird wieder CO2 frei, dass dann dem Kreislauf erneut zugeführt werden kann. Denn CO2 ist bekannterweise nur schädlich für unser Klima wenn die Konzentration in der Atmosphäre zu hoch wird.
Evtl. enthält mein Ansatz einen Denkfehler oder eine zu hemdsärmelige Betrachtungsweise (typisch für uns Ingenieure), ich kann jedenfalls die Weiterentwicklung eines aufgrund der physikalischen Eigenschaften ungeeigneten Energieträgers nicht verstehen!
2. Keine Lösung des Energieproblems durch Wasserstoff
03.07.2007, Prof. Dr. Ulfert Onken, DortmundZum Artikel selbst: Selbverständlich entsteht, wie eingangs festgestellt, bei der Verbrennung von Wasserstoff kein Kohlendioxid, sehr wohl aber bei seiner Erzeugung aus fossilen Rohstoffen!
3. Automobile der Zukunft
14.08.2007, Volker Bartheld, MünchenFür eine faire Beurteilung der CO2-Bilanz muss der komplette Wasserstoffkreislauf von der Erzeugung (großtechnisch via Dampfreformierung aus fossilen Kohlenwasserstoffen!) über den Transport bis zur Energieverwertung in Betracht gezogen werden.
Klimaneutral wird Wasserstoff also erst, wenn regenerierbare
Energiequellen zur Erzeugung z.B. aus Elektrolyse genutzt werden.
Da der Wasserstoff weiterhin mit Luft verbrennt, sind auch andere Abgase wie z. B. Stickoxide ein Thema.
Was bleibt ist ein Handhabungsproblem: Metallhydridspeicher mit genug Reichweite für 500 Kilometer würden etliche hundert Kilogramm wiegen, Kryotanks rasant verdunsten, platzfressende Höchstdrucktanks wären ein Sicherheitsrisiko und hätten das Packungsmaß eines überdimensionalen Feuerlöschers - Kofferraum ade!
Entgegen suggestiver Marketingaussagen aus der Automobilindustrie ist ein übergewichtiges und für annehmbare Fahrleistungen folglich übermotorisiertes Kraftfahrzeug, das etwas weniger verbraucht als sein Vorgänger, deswegen noch längst nicht umweltfreundlich - auch wenn es umweltfreundlich angetrieben wird.
Mit hoher Wahrscheinlichkeit wird auch in zukünftigen Automobilen noch ein Verbrennungsmotor werkeln (weil der Energieinhalt und die Speichereffizienz von kohlenwasserstoffhaltigen Flüssigkeiten einfach unschlagbar hoch ist), nur werden es vermehrt Biokraftstoffe aus regenerierbaren Energiequellen und organischen Abfällen (über
Neuerungen auf dem Sektor der BTL-Kraftstoffe, Bioethanol und RME wurde u. A. im SdW 6/2007 schon ausgiebig berichtet) sein müssen und eben weniger, leichtere, kleinere und somit zweckmäßigere Automobile.
Dass das keine allzu ferne Zukunftsphantasie ist, zeigt die in München ansässige Firma Loremo, die unter konsequentem Verzicht auf überflüssige Komfortmerkmale und durch strikten Leichtbau aus großserientauglichen Komponenten ein trotzdem sicheres Automobil mit überragend geringem Verbrauch (unter 3L Diesel/100km) für 2009 ankündigt. Bereichert um hybride Technologien wie auf der Kurbelwelle mitlaufendem Startgenerator (ein aus Anlasser und Lichtmaschine kombiniertes Aggregat), der die während eines Bremsvorgangs entstehende Energie in hochstromfähigen, leichten und langlebigen Kondensatoren speichern und während des
Beschleunigungsvorgangs wieder freigeben kann, bleiben im Sinne der Umweltfreundlichkeit auch gehobene Fragestellungen der Fahrdynamik nicht auf der Strecke.
Wenn in fernerer Zukunft kohlenwasserstoffkompatible Brennstoffzellen (sog. "Fuel Cells") effizient Strom produzieren, könnte man den prinzipbedingt schlechten Wirkungsgrad heutiger Otto- und Dieselkonzepte mit Elektroantrieben aufwerten - vorurteilsfrei betrachtet spielt nämlich in schweren und kurzlebigen Akkumulatoren gespeicherter Strom aus staatlich subventionierter Photovoltaik, Windkraft, etc. im alltäglichen Straßenverkehr auch in absehbarer Zeit nur eine vernachlässigbare und nicht unbedingt klimaneutrale Rolle.
Kurz: Eine positive Entwicklung erreicht man in erster Linie über die radikale Abkehr von heutigen Mobilitäts- und Prestigeansprüchen und eine "de-Individualisierung" des Nahverkehrs.