Wasserstoff

Hallo, ich wollt mal fragen wann Wasserstoff fürs KFZ eingesetzt werden, in 20 Jahren?

Ok, ersetz "Unfug" durch "unbegründete Vorurteile".
Begrifflich muss man das ganze ja auch so schreiben dass ein Nicht-Thermodynamiker auch Chancen hat das zu verstehen.
Wenn du´s so genau weisst, dann rechne mir z.B. mal aus wie gross das Verhältnis von Volumen zu Oberfläche beim Tankwagen und beim PKW-Tank ist ... wird dich vielleicht wundern was da raus kommt
Dass auch die flüssige Luft isoliert werden muss ist logisch. Nur habe ich die Kälte um diese zu erzeugen kostenlos zur Verfügung, nämlich die Verdampfungswärme des Wasserstoffs! Irgendwoher muss diese Wärme ja kommen, entweder aus der Umgebung oder hierbei halt in einem Wärmetauscher in dem Luft verflüssigt wird und Wasserstoff verdampft. Also im Fahrbetrieb ein kostenloser Kältespeicher durch den die Isolierqualität viel besser wird. Autos werden selten mehr als 2 Wochen stehen und so ist einfach der immense Vorteil der Kältespeicherung da so dass kein Wasserstoff abgelassen werden muss.
Gas ablassen geschieht auch nicht in die Umgebung, in einem kleinen Kat wird das sofort zu Wasser weiterverbrannt. Die 2500Liter klingen ja auch nett, aber was sagen denn die über die Gefährlichkeit? Bei der geringen Menge kriegt man selbst in Garagen kein zündfähiges Gemisch hin, es sei denn die ist luftdicht verschlossen. Ein Benzintank verdunstet im Sommer höhere Mengen Kraftstoff.
Das kennt ja jeder Gasfahrer mit LPG dass erst der Wärmetauscher warm sein muss bevor LPG darin verdampft werden kann. Vom physikalischen Effekt her genau das gleiche.
Ich kann´s auch gerne thermodynamisch korrekt vorrechnen, das hab ich nämlich schon gemacht.
Gruß Meik

ich hätte das auch gern thermodynamisch vergerechnet, dann muss ich mich nicht selber hinsetzen und rechnen
Also wenn ich die beiden Systeme betrachte komme ich auch dazu, dass das Drucksystem besser/effizienter ist. Denn eine Kühlung kostet nunmal Energie. und die muss man irgendwo herbekommen. Aus der Umgebung kommt sie sicher nicht. Denn die gibt (Wärme)Energie an den Tank bzw. seinen Inhalt, also dem Wasserstoff ab. Eine Zunahme der inneren Energie des Wasserstoff bedeutet entweder eine Ausdehnung oder eine Erwärmung. Da der Tank relativ dicht ist, bleibt also nur eine Erwärmung übrig. Folge: Der Druck steigt! und das stetig mit jedem Joule Energie das dazu kommt. Die einzige Möglichkeit die Innere Energie wieder aus dem Tank zu bekommen ist die Wärme/Kältepumpe. Und die benötigt nunmal mechanische Energie.
Keine Isolierung ist so perfekt, dass keine Wärmeenergie aus der Umgebung "aufgehalten" werden kann. Ein wenig schwingen alle Atome/Moleküle mit, wenn sie angestoßen werden ("Wärmestrahlung"

verzeit mir, wenn ich mich irre, aba wasserstoff lässt sich doch ganz einfach durch elektrolyse gewinnen... anders ausgedrückt, alles was man bracht ist gleichstrom und wasser.
Wär es nich toll, wenn jeder so ein Elektrolysegerät vor der garage stehen hätte? Oben aufm Garagendach wärn n paar solarzellen und man könnte absolut gratis fahren...
kein wunder das es das noch nicht gibt, oda?
jeder penner könnte sich sein eigenes H2 machen und die ganzen Energiekonzerne würden pleite gehen. Da die Öl-Lobby aber überall ihre Finger im Spiel hat wirds so schnell kein H2-Auto geben!

Zitat:

Original geschrieben von 7eptem

verzeit mir, wenn ich mich irre, aba wasserstoff lässt sich doch ganz einfach durch elektrolyse gewinnen... anders ausgedrückt, alles was man bracht ist gleichstrom und wasser.

DAS ist ja der HAKEN!

die energie die du reinsteckst um den wasserstoff mit elektrolyse "heimisch" herzustellen, steht in keiner evrhältniss zu dem, was du rausbekommst, weil der wirkungsgrad viel zu gering ist! großtechnisch wird das über die Chloralkali-Elektrolyse bzw. verflüssigung von lut hergestellt ABER (und darum gehts ja bei eneuerbaren energien) der strom muss erstmal irgendwo her kommen...und da steht dann halt ein kohle bzw. atomkraftwerk (ich bin ein verfächter dieser technik! den öko-scheiß kann ich nicht mehr hören!) was den strom herstellt....also muss der wasserstoff daher kommen wo -viel wasser & -strom zur verfügung steht...z.b. über solarstrom aus der wüste und h² produktion an der küste (z.b. afrika), und transport per schiff zu uns..

@stevelep: Das ist ja gerade der Trick bei diesen Tanksystemen. Nimm eine Flasche mit Campinggas=Flüssiggas und dreh sie auf, sie wird sich erheblich abkühlen. Zum einen durch die Druckenspannung und zum anderen durch die Verdampfungswärme um flüssiges "Gas" gasförmig zu bekommen.
Beim flüssigen Wasserstoff ist das das gleiche. Bei laufendem Motor wird permanent Wasserstoff entnommen, das aber erstmal verdampfen muss. Das passiert bei so kalten Temperaturen dass die Luft aus der diese Wärme kommt sich verflüssigt. Und genau diese wird in einer Tankhülle als Kältespeicher gesammelt. Damit muss bei regelmässigem Gebrauch der Wasserstoff nur noch gegen die -196° kalte flüssige Luft isoliert werden, was einen sehr geringen Wärmeeintrag bringt.
Solange aber die Erzeugung nicht ökologisch und in ausreichender Menge nötig ist wird es auch keine Wasserstoffautos in Serie geben. Technisch wäre das durchaus auf Autoseite möglich.
Gruß Meik

Auch das stehende LH Fahrzeug muss betrachtet werden,
nur das fahrende zu betrachten bringt nichts.
Was nicht heißen soll, dass das der einzige verbliebene
Nachteil ist.
Zündgefahr: Die untere Explosionsgrenze von Wasserstoff in Luft liegt bei nur knapp 4%. Dazu kommt allerdings, dass die benötigte Zündenergie erheblich unter der von Gas/Luft oder Benzindampf/Luft liegt.
Bei Druckwasserstoffsystemen besteht diese Gefahr einfach nicht.
Nun hat so eine Garage etwa 4 x 6 x 2m = 48000 Liter, davon 4% sind 1920 Liter, 2500 Liter pro Tag werden, Deinen Angaben zu Folge frei. Eine Zwangsentlüftung der Garage wäre also Pflicht.
Wer soll so ein Auto kaufen, wo nach von mir aus 3 Wochen
der Tank leer ist (damit fehlt auch nach 2 Wochen schon eine Menge), die Garage umgebaut werden muss und man in eine Tiefgarage oder auf eine Fähre niemals darf?
Wenn sich unter diesen Umständen noch ein Markt findet, nur zu. Ich glaube es nicht, auch wenn da tausend mal BMW drauf steht.
Aber gut, es ist ja von Vorteil, wenn in verschiedene Richtungen geforscht wird.
Der Vergleich mit Campinggas hinkt, da dieses bei Raumtemperatur und ca. 8 bar flüssig ist und der Druck nicht weiter steigt.

BTW: Soweit ich weiß, wird H2 bei BMW im Verbrennungsmotor
verbrannt, damit betreibe ich doch Energievernichtung im
doppelten Sinn: 1. Die (unnötige) Verflüssigung von H2 und 2. der im Vergleich zur BZ geringere Wirkungsgrad.
Vorteil: Nach 3 Wochen hab' ich dann wenigstens noch Benzin im Tank. *gg*

Zitat:

Original geschrieben von Meik´s 190er

Beim flüssigen Wasserstoff ist das das gleiche. Bei laufendem Motor wird permanent Wasserstoff entnommen, das aber erstmal verdampfen muss. Das passiert bei so kalten Temperaturen dass die Luft aus der diese Wärme kommt sich verflüssigt. Und genau diese wird in einer Tankhülle als Kältespeicher gesammelt. Damit muss bei regelmässigem Gebrauch der Wasserstoff nur noch gegen die -196° kalte flüssige Luft isoliert werden, was einen sehr geringen Wärmeeintrag bringt.

Also ersteinmal muss man diesen "Kältespeicher, also die flüssige Luft auch irgendwo transportiren, das kostet alles Platz, die paar kilogramm sind denk ich vernachlässigbar.

Das Problem ist jetzt aber, wenn das Auto mehrere Stunden bis Tage steht. Da baut sich der Druck in der isolierenden flüssigen Luft auf, weil aus der Umgebung, von der sie zwar auch isoliert wird, Wärmeenergie in diese Schicht gelangt, die Luft müsste also durch ein Auslassventil entlassen werden. Dadurch kühlt sich die Luft drumherum zwar ab, aber es gelangt immernoch Energie in den Tank, also von den umliegenden Luftmolekülen.

Klar ist es ein interessantes Kühlsystem, aber nichts weiter. Kühlen kostet immer Energie! (Kältepumpe)

@Lusanne

so ist es, BMW verbrennt den kostbaren H2. Und dafür bekommen die dann womöglich noch Forschungsgelder von Stoiber... Kohlekraftwerke bekommen doch auch kein Geld dafür, dass sie "nur" 40% der freiwerdenen Energien in Elektrische transferieren können.

Zitat:

Original geschrieben von Luanne

Nun hat so eine Garage etwa 4 x 6 x 2m = 48000 Liter, davon 4% sind 1920 Liter, 2500 Liter pro Tag werden, Deinen Angaben zu Folge frei. Eine Zwangsentlüftung der Garage wäre also Pflicht.

wie oft noch?!

es entweichen KEINE 2,5m³ am tag!

außerdem ist deine garage hermetisch dicht?! bestimmt nicht!

Zitat:

Der Vergleich mit Campinggas hinkt, da dieses bei Raumtemperatur und ca. 8 bar flüssig ist und der Druck nicht weiter steigt.

eben nicht auch hier lässt sich der sog. joule thomopson effekt wunderbar beobachten, zwar nicht so stark wie bei gas aber haben wir so quasi auch eine kleine kältepumpe ähnl. dem linde prinzip zur verflüssigung von luft....

@Luanne

@stevelep

mit eurer einstellung alá

Zitat:

so ist es, BMW verbrennt den kostbaren H2. Und dafür bekommen die dann womöglich noch Forschungsgelder von Stoiber...

bzw.

Zitat:

1. Die (unnötige) Verflüssigung von H2 und 2. der im Vergleich zur BZ geringere Wirkungsgrad.

kommt man in der entwicklung von z.b. diesen tanks bzw. der dewar gefäße auch nicht weiter....! weil was nützt und ne brennstoffzelle & elektromotor mit annährend 100% wirkungsgrad wenn kein tank da ist, um lh langfristig zu speichern! baut ihr auch erst das dach und dann den keller beim hausbau?!

Fakt ist einfach bei der aktuellen Technik: Über mind. 2 Wochen wird KEIN Wasserstoff entweichen und danach 1-2% am Tag. Damit muss das Auto Monate stehen bis der Tank leer ist. Und welches Auto steht so lange ohne bewegt zu werden.
Garagen müssen eh eine Zwangsentlüftung haben da auch aus einem Benzintank entzündliche Dämpfe entweichen.
Nachteil ist die Energie für die Verflüssigung die VOR dem Tanken aufgebracht werden muss. Der grosse Vorteil ist einfach der trotz Isolierung deutlich kleinere Tank gegen Drucktanks. Alternative wäre die 700bar-Technik, die aber auch reichlich Energie für die Kompression braucht und die Tanks die entsprechend schwer und stabil sein müssen um diesen Druck auszuhalten.
Was sich da jetzt jeder reindenkt ist seine Sache. Problem ist und bleibt die Wasserstofferzeugung. Mit entsprechendem Aufwand sind Tanklösungen schnell serienreif zu bekommen. Bei dem derzeitigen Stand investiert da jedoch keiner hohe Summen.
Gruß Meik

Meik und Deutz,
ahm, die 2500 Liter stammen nicht von mir?
Es wurde von 10kg im Tank und von bis zu 2% am Tag
nach Erreichen des Abblasdrucks gesprochen, ergo 200g, die
ich nur in Gasvolumen unter Standardbedingungen umgerechnet habe.
Für die Garage braucht es ja nur 1920 statt 2500 Liter,
damit sind noch 580 Liter "übrig", ausreichend für 14.500 Liter Luftaustausch. Ich sage nicht, dass das eine "Höllentechnik" ist,
allerdings ist das Sicherheitsrisiko nun mal größer als bei Drucktanks.
Sätze, die mit "Fakt ist" beginnen, sind nur dann sinnvoll,
wenn der Fakt auch belegt wird, ansonsten sind sie nur ein Stilmittel.
Für das 2-wöchige Nichtentweichen hätte ich auch gern einen Beleg.
Ich kenne das max. Druckniveau bei BMW nicht, bei Bussen sind es nur 5 bar, die recht schnell erreich sind.
Der Platzvorteil ist, wie Du schon sagst, mit 700 bar Technik dahin,
da mit Erscheinen der 700 bar Technik die 350 bar Technik
verschwinden wird, ist damit dann logischerweise auch die LH2
Technik obsolet.
Was J-T hier zu suchen hat, ist mir nicht klar. J-T tritt
beim Entspannen von Gasen unter Druck auf, die dann spontan unterkühlen und verflüssigt werden können. Bei fehlender Entnahme tritt J-T nicht auf. Dass die Nutzung der Verdampfungskälte bei Entnahme eine gute Idee ist, ist unbestritten.
Was wiederum die Umsetzung von H2 in Energie durch BZ oder Verbrennung mit der Art der Speicherung (Tank) ist mir auch nicht klar.
Die einzelnen Teilbereiche der gesamten Technologie duchreinander zu mischen, ist wenig förderlich.
Kurzum: Gesucht wird die effektivste Methode der Specherung des Wasserstoffs im PKW auf der einen und die effektivste Methode der Nutzung des H2 auf der anderen Seite.
Für mich heißt das: 700 bar und BZ, zumindest so lange bis
bis die für PKWs zu schwere Speicherung in Metallhydrid die nächste oder übernächste Entwicklungsstufe erreicht hat. Wie gesagt, für Schiffe oder Busse/LKWs ist MeH ok, für PKWs nicht.

Klick Mich
so...da stehen aktuelle speichermöglichkeiten...

Zitat:

Original geschrieben von MagirusDeutzUlm

Klick Mich
so...da stehen aktuelle speichermöglichkeiten...

Zitat: "Obwohl die Isolierung des Kraftstoffbehälters nur knapp drei Zentimeter dick ist, hat sie den Wirkungsgrad eines vier Meter starken Styropormantels. In einem Hoch-Vakuum zwischen den doppelten Tankwänden schützen 70 Lagen Glasfasermatten mit Aluminiumfolie den ultrakalten Inhalt vor Erwärmung. Die Temperatur des Wasserstoffs erhöht sich lediglich um ein Grad pro Tag, wobei der Innendruck jeweils um ein bar steigt. Ab vier bar Druck wird Wasserstoff durch ein Sicherheitsventil abgelassen. Der Wagen sollte also zweimal pro Woche gefahren werden, wobei sich der Druck innerhalb einer Viertelstunde abbaut. Bei längerem Parken gehen sonst täglich zwei Prozent des Tankinhalts verloren. "

Und das vom Hersteller, der seine eigene Technik sicher nicht

zu kritisch sieht. 2% am Tag.

Zitat:

wird die Erwärmung der Innentemperatur durch ein aktives Kühlsystem ausgeglichen, das keine zusätzliche Energie verbraucht. Somit ist es laut Herstellerangaben möglich, den flüssigen Wasserstoff 12 Tage lang ohne jegliche Verluste zu speichern. Damit wäre solch ein Kryotank dichter als heutige Benzintanks.

da sind wir schon bei 12 tagen ohne verluste....

(Flüssigwasserstoff-Speicherung)

Zitat:

wird die Erwärmung der Innentemperatur durch ein aktives Kühlsystem ausgeglichen, das keine zusätzliche Energie verbraucht.

welches aktive Kühlsystem benötigt denn keine Energie? oder wie ist das gemeint?

Also die Isolierung find ich schon nicht schlecht, wenn die derart gut isoliert. Die Tanks mit 700bar wie von DC und GM bleiben aber vorerst noch meine Favoriten.
Zur "Energieumwandlungsapperatur":

Zitat:

weil was nützt und ne brennstoffzelle & elektromotor mit annährend 100% wirkungsgrad wenn kein tank da ist, um lh langfristig zu speichern! baut ihr auch erst das dach und dann den keller beim hausbau?!

Aber verbrennen kann man den Wasserstoff der noch nicht da ist... Der Vergleich hinkt einfach. Zum einen brauch man eine Speicherlösung und zum anderen eine Möglichkeit die inneren Energien in für Autos nutzbare kinetische Energie umzuwandeln. Wie man das nun kombiniert ist eigentlich egal, nur sollte man nichts ökonomisch ungünstiges bauen.
btw: das Dach kann man auch nachher draufsetzen

Zitat:

Original geschrieben von stevelep

welches aktive Kühlsystem benötigt denn keine Energie? oder wie ist das gemeint?

http://www.hycar.de/gifs/kryotank-schema.jpg

guck dir doch mal auf dem link, den ich gepostet habe die speichermöglichkeiten an...und dort unter Flüssigwasserstoff-Speicherung steht das...