Wasserstoff als Energiespeicher

Wasserstoff als Energiespeicher

Wasser in reiner Form besteht aus zwei Teilen Wasserstoff und einem Teil Sauerstoff. Wasserstoff wird in der chemischen Industrie häufig benötigt. Allerdings wird dieser Stoff „H” dann aus Erdöl oder Erdgas hergestellt. Dies ist sehr aufwendig und nicht unbedingt umweltfreundlich. Wird dieses nun in der Elektrolyse gespalten, wird Sauerstoff freigesetzt und es entsteht Wasserstoff. Andersherum reagiert Wasserstoff, wenn er mit Sauerstoff in Berührung kommt und es entsteht Wasser, das in keinster Weise umweltschädlich oder gefährlich ist. Die während der Reaktion freigesetzten Energien lassen sich in einer Brennstoffzelle zu Strom umwandeln, oder werden genutzt, um ein Auto damit anzutreiben.

Was ist eine Brennstoffzelle?

Die konventionelle Umwandlung der chemischen Energie eines Brennstoffs in Elektrizität basiert derzeit auf der Anwendung der Wärmekraftmaschinen. Diese Maschinen arbeiten auf dem Prinzip der indirekten Energieumwandlung: es muss zunächst Wärme produziert werden (Dampferzeugung), die dann in mechanische (Turbine) und schließlich in elektrische Energie (Generator) umgesetzt wird.

In Konkurrenz zu der bisher üblichen thermomechanischen Energieumwandlung steht die Brennstoffzelle. Die Brennstoffzelle ist ein elektrochemischer Apparat zur direkten Umwandlung der chemischen Energie eines Brennstoffs in Elektrizität.

Ähnlich wie Batterien produzieren Brennstoffzellen Gleichstrom bei niedriger Spannung. Eine Batterie beziehungsweise ein Akkumulator verbraucht zur Elektrizitätserzeugung einen chemischen Stoff, der in dem Zellenblock selbst enthalten ist. Bei den Brennstoffzellen dagegen wird der Brennstoff dem Zellenblock kontinuierlich zugeführt, ähnlich wie Benzin- oder Dieselkraftstoff bei einem Verbrennungsmotor. Quelle: http://www.brennstoffzelle-nrw.de/brennstoffzellen/grundlagen/

Wind-Wasserstoff-Produktionsschiff

Die Idee ist einfach: Warum eine Windanlage zur Wasserstoff-Produktion offshore fest montieren, wenn man mit dem Windrad auch zum Wind hinausfahren kann?

Das Bremerhavener Unternehmen Hydrogen Challenger GmbH entwickelt ein Schiff, auf dem Windanlagen in verschiedenen Höhen und Leistungsstärken installiert werden. So ausgerüstet geht die Reise in Starkwindgebiete bei Bremerhaven oder Helgoland, wo das Potential der Windenergie voll ausgenutzt werden kann und der erzeugte Strom direkt zur Wasser-Elektrolyse eingesetzt werden soll. Mit vollen Gastanks fährt das Schiff zum Kunden (z.B. Lebensmittelverarbeiter in Bremerhaven), an den die Gase verkauft werden.

Hydrogen Challenger setzt auf die mobile Wind-Wasserstoff-Produktion, da stationäre Offshore-Windanlagen in ihrer Energieausbeute begrenzt sind, weil nur die am jeweiligen Standort verfügbare Energie genutzt werden kann und physikalische Grenzen durch die Größe des Rotordurchmessers vorgegeben sind. Die Bremerhavener umgehen diese Nachteile durch die Konstruktion vertikaler Windräder. Unterstützung findet das Unternehmen bei der Hochschule Bremerhaven, die die wissenschaftliche Betreuung des Gesamtkonzeptes übernommen hat.

Sobald im laufenden Pilotprojekt die wirtschaftliche Tragfähigkeit nachgewiesen ist, sollen weitere Schiffe dieser Art gebaut und in Dienst gestellt werden. Wirtschaftliches Fernziel des Projekts “Hydrogen Challenger” ist der Betrieb im Rahmen von Investment-Fonds.

Quelle: www.diebrennstoffzelle.de

Die WELT: Boeing plant Wasserstoff-Superjet mit drei Rümpfen

Flugzeugbauer Boeing hat eine Reihe von spektakulären Patenten für neue Flugzeugmodelle angemeldet. Die Ideen reichen vom Super-Flieger mit drei Rümpfen bis zum Überschall-Jet mit Wasserstoffantrieb.

Boeing

Lesen Sie den ganzen Artikel in der Welt: http://www.welt.de/themen/wasserstoff/

Wasserstoffflugzeug Cryoplane

Flugzeuge mit Flüssigwasserstoffantrieb, auch Cryoplane genannt, sind Kernstück des Projektes, dass 35 Partner aus 11 europäischen Ländern gestartet haben. Ziel ist es, die technische Realisierbarkeit, die Sicherheit und die Umweltaspekte von Wasserstoffflugzeugen zu untersuchen und Strategien zu erarbeiten, um den Übergang von den heutigen kerosinbetriebenen Flugzeugen zu den Cryoplanes so einfach wie möglich zu gestalten.

Der Wasserstoff hat viele Eigenschaften, die ihn zu einer starken Konkurrenz zu Kerosin, dem heuten Flugzeugtreibstoff, machen. Die Energie, die Wasserstoff bei gleichen Gewicht liefert, ist ca. dreimal so hoch, wie bei Kerosin, was zu einer deutlichen Gewichtseinsparung führt und somit die Nutzlast vergrößert. Probleme bereitet hierbei nur das Volumen des Wasserstoffs, das, trotz Herunterkühlung auf -253 °C (20 °C über dem absoluten Nullpunkt), immer noch viermal größer ist als das von Kerosin.

Die Sicherheit ist in Wasserstoffflugzeugen ebenso gegeben wie in kerosinbetriebenen, unter bestimmten Umständen kann sie sogar höher sein. Dies liegt an den Eigenschaften des Wasserstoffs, denn er steigt schnell nach oben auf und hat so ein wesentlich niedrigeres Gefahrenpotential als Kerosin, da sich zum Beispiel kein Feuerteppich auf dem Flugfeld bilden kann, wenn Treibstoff Feuer fängt. So ist es auch wahrscheinlicher, dass Passagiere einen Brand überleben würden, der z.B. durch den Aufschlag des Flugzeugs entsteht.

Um ein Wasserstoffflugzeug zu konstruieren muß der heutige Aufbau eines Flugzeugs gründlich überarbeitet werden. U.a. sind neue Triebwerke und ein anderes Treibstoffsystem nötig, und auch das Tank-System muß verändert werden und von den Tragflächen nach oberhalb der Passagierkabinen verlagert werden.

Für die Umwelt wäre ein solches Cryoplane sicherlich von Vorteil, da in Flugzeugen mit Kerosin die Treibhausgase sozusagen schon dort produziert werden, wo sie auch Schaden anrichten, nämlich in der Atmosphäre.

Das Cryoplane-Projekt, das von EADS Airbus GmbH koordiniert wird, ist durchaus zukunftsweisend und wichtig für die Luftfahrt, da diese jährlich ca. 4-5% wächst und auf diese Weise auch zum Schutz der Umwelt, zur Verminderung des Treibhauseffekts und zur Senkung des Verbrauchs an fossilen Brennstoffen beitragen kann.

Quelle: www.diebrennstoffzelle.de