Physik Forum

[ICKE]

Ich habe eine frage:

Wäre es nicht sinnvoller die Energie, die man zur Gewinnung von Wasserstoff benötigt, gleich benutzt und nicht umständliche Wasserstoff gewinnt.

Also meine Frage ist:
Wenn man z.B. Solarzellen nutzt um per Elektrolyse Wasserstoff zu gewinnen, wird mehr Energie verbraucht als das man sie aus Wasserstoff gewinnt.
Man verliert Energie bei der Elektrolyse von Wasser, richtig?

[GvC]

Richtig! Und?

Was machst Du aber nachts, wenn keine Sonne scheint, Du aber elektrische Energie brauchst. Du magst einwenden, da brauchst Du keine elektrische Energie, da schläfst Du. Ok. Wenn Dir nicht an Kühlschrank, Fernsehen, Computer liegt, dann wartest Du eben, bis die Sonne wieder scheint. Aber wenn Dir an den elektrischen Geräten nichts liegt, brauchst Du sowieso keine Solarzellen oder gar ne Steckdose, da darfs dann auch ruhig regnen.

Aber im Ernst. Die Erzeugung von Wasserstoff aus Solarstrom ist eine von vielen Möglichkeiten, elektrische Energie als andere Energieform zu speichern. Jede Art von Energieumwandlung ist aber mit Verlusten verbunden.

[ICKE]

Oke ich wollt nur wissen, ob der Energieverlust eintritt.

Also Wasserstoff ist nur so eine Art "Batterie".

Eine weitere Frage wäre, wie kann man Wasserstoff mit hilfe von Heizkesseln und Stromerzeugern?

[Fritz]

Hallo

Die Frage ist meiner Meinung nach durchaus berechtigt. Die ganze Wasserstoffsache wird meiner Meinung sehr überschätzt. Wasserstoff ist in diesem Sinne keine Energiequelle sondern nur ein Speichermedium. Und noch dazu kein besonders effizientes. Natürlich gibt es Verluste bei der Herstellung, bei der Lagerung und beim Transport und beim Verbrauch.

Natürlich hofft die gesammte Erdöl- und Automobilbranche auf Wasserstoff, denn dann gibt es wieder etwas, dass man auf Schiffen um die halbe Welt schippern, durch Pipelines pumpen an Tankstellen verkaufen und in einem Verbrennungsmotor verarbeiten kann und so weiter machen wie bisher. Auf den ersten Blick wirkt das dann natürlich wie "saubere" Energie aus dem Auspuff kommt ja nur Wassedampf, aber wie "sauber" sie tatsächlich ist hängt eher davon ab wie der Wasserstoff hergestellt wird. (Einige Verrückte planen sogar Wasserstoff aus Erdgas zu gewinnen...)

Natürlich könnte man Wasserstoff auch in Brennstoffzellen nutzen und die Autos dann elektrisch antreiben. Allerdings bezweifle ich, dass es jemals gelingen wird die Brennstoffzellen zusammen mit dem Wasserstofftank so klein und leicht, aber mit gleicher Kapazität und Leistung her zu stellen wie dies zb. bei LiPoly Akkus möglich ist.

So sauber der Wasserstoff auch klingen mag, ich sehe darin kein großes Zukunftspotential.

Zu den Heizkesseln und Stromerzeugern:

Mit Wasserstoff zu Heizen ist IMHO sowieso Blödsinn. Da kann man auch gleich mit Strom heizen. Wasserstoff muss nämlich erst aufwändig aus Strom gewonnen werden, der wiederum erst aufwändig aus verschiedenden Energiequellen bezogen werden muss. Wärme dagegen ist etwas recht "billiges" das man thermodynamisch betrachtet eigentlich fast geschenkt bekommt. Man kann zb. das Wasser dass in kalorischem Kraftwerken (Kohle, Gas, Biomasse, Atom,...) verdampft, durch die Turbinen geleitet und anschließend von Kühltürmen wieder kondensiert werden muss, stattdessen etwas früher abzapfen und damit fast eine ganze Stadt heizen, das nennt man dann Kraft-Wärme-Kopplung. Das wird auch gemacht und ist recht wirtschaftlich, es lassen sich damit Gesamtwirkungsgrade von ca. 95% erzielen.

Stromerzeuger (Notstromaggregate meinst du damit vermutlich) sind eine besondere Kathegorie. Denn sie sind dank des recht hohen thermischen Wirkungsgrades und der großen Leistungsdichte des Verbrennungsmotors für Stromerzeuger nahezu unverzichtbar. Ein Wasserstoff betriebense Aggregat wäre um vieles größer und schwerer. Und da diese normalerweise nur kurz in Aussnahmesituationen im Einsatz sind, sind die Abgaswerte relativ egal. Diese Dinger werden sich also wohl noch lange halten wenn auch der letzte Ami mit dem Elektroauto fährt.

mfg Fritz

[ICKE]

Ich habe diese information aus einem Schulbuch, dass man strom aus Wasserstoff mit Hilfe von Heizkesseln und Stromerzeugern erzeugen kann.

Also wurde meine frage nicht beantwortet. Hab mich aber auch sehr undeutlich geäußert.

WIE kann man strom aus Wasserstoff mit Hilfe von Heizkesseln und Stromerzeugern gewinnen?

[Fritz]

Achso.

Also mit Stromerzeugern geht. Man nimmt einen umgebauten Ottomotor und betreibt ihn mit mit Wasserstoff anstatt mit Benzin. Wie das jetzt genau geht da muss ich passen. Aber letztendlich ist es ein Verbrennungsprozess. Das ist allerdings nicht besonders effektiv, auf Grund des beschränkten Wirkungsgrades des Ottomotors von etwa 35-40%

Besser ging es wie gesagt mit Brennstoffzellen, aber die haben eben nicht die hohe Leistungsdichte.

Wie man mit Heizkesseln Strom aus Wasserstoff gewinnen könnte ist mir schleierhaft. Ein Heizkessel dient normalerweise, wie der Name schon sagt, zum Heizen. Strom kommt da keiner raus.

Man könnte natürlich die dabei entstehende Wärme zb. mit einem Stirlingmotor nutzen und damit einen Generator antreiben,... Aber auch das ist nicht besonders effektiv.

Ich verstehe nicht ganz worauf das Schulbuch genau abzielt. Vielleicht hilft es wenn du die ganze Passage zitierst.

mfg Fritz

[ICKE]

Leider kann ich nichts aus dem Buch zitieren, da nur eine Abbildung von dem Heizkessel und dem Stromerzueger berichtet.

Also das Bild sieht in etwa so aus:

Solarzellen + Windräder (Windkraftwerke) -> Elektrolyse von Wasser -> Wasserstoff(speicher)tank -> anwendungs Möglichkeiten:

-Brennstoffzelle = Strom (Abbildung: Gebäudeverbunden mit Hochspannungsnetz)
-Stromerzeuger = Strom (Abbildung: Hochspannungsleitung)
-Heizkessel = Wärme (da fällt mir auf, dass ich das falsch in erinnerung hatte. Also tut mir leid für mein nicht so ausgeprägtes Gedächnis)
-Gasmotor = Kraft (Abbildung: Auto)

Also es ist eigentlich logisch:

Umweltfreundliche Stromquellen erzeugen Strom. Mit diesem Strom wird die Elektrolyse von Wasser durchgeführt. Der gewonnene Wasserstoff wird dann in Tanks oder ähnlichem gelagert. Der gelagerte Wasserstoff kann dann entweder in Strom umgewandelt werden undzwar mit hilfe einer Brennstoffzelle oder eines Stromerzeugers(Also der Stromerzueger soll ein Notaggregat sein? also dann vermute ich das der Wasserstoff dann entzündet wird und dann mit Hilfe einer Turbine(im Prinzip das gleiche wie ein normales Fahrraddynamo) in Strom gewandelt). Dann gibt es noch die möglichkeit Wärme zuerhalten, indem man einen Heizkessel benutzt(also wird der Wasserstoff verbrannt ?). Und letzt endlich kann man noch Automotoren mit H betreiben, dies funktioniert wie beim Normalen Automotor nur halt mit Wasserstoff und vllt. etwas anderer technick, aber im prinzip das gleiche?

[Fritz]

Im Prinzip wird bei allen Verwendungen außer der Brennstoffzelle der Wasserstoff schlicht und einfach verbrannt, ja.

Dein Wort "Stromerzeuger" habe ich implizit auf Notstromaggregat umgewandelt.

Zur Unterscheidung:

Eine Turbine ist allgemein eine rotierende Maschine die mit Schaufeln besetzt ist und so aus einem Gas oder einer Flüssigkeit die unter Druck steht Energie in Form von Drehbewegung zu gewinnen.

Ein Generator oder Dynamo ist eine Maschine die eine Drehbewegung in elektrische Energie umwandelt.

mfg Fritz

[ICKE]

Vielen Dank

Du hast mir wirklich sehr geholfen