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Wasserstoff - aber richtig!!!
Es ist zum Verzweifeln: Da wird der Ruf nach Alternativantrieben laut und endlich kommt zu meinem Glück das Thema Wasserstoff auf den Tisch.
Doch dann das Dilemma: Es wird wieder nur über die Brennstoffzelle geredet. Doch das ist genauso ein Unsinn wie der reine Elektroantrieb oder der Hybridantrieb.
Reden wir doch mal tacheles: Was aus meiner Sicht nur richtig und sinnvoll sien kann, ist der reine Wasserstoffantrieb, also ein Verbrennungsmotor, der statt Benzin, Diesel oder Gas Wasserstoff verbrennt. Vorteil: man kann fast jedes moderne Auto auf Wasserstoff umrüsten.
Aha, ich sehe schon, die Zweifler suchen sich wieder die passenden, altbeknnten Gegenargumente: zu hoher Energieverbrauch bei der Wasserstoffelektrolyse, die Lagertemperatur von mehr als minus 200 Grad und so weiter ...
Wir können zum Mond fliegen, wir machen mit Computern alles mögliche, doch bei den Kraftstoffen sind wir in der Steinzeit stehengeblieben. Warum tut sich beim Wasserstoff in dieser Hinsicht nichts? Da wird die Brennstoffzelle seit kurzem in den Himmel gelobt, dabei sieht die Lösung doch so einfach aus.
Beste Antwort im Thema
Zitat:
@Ooli schrieb am 17. November 2019 um 13:43:38 Uhr:
Reden wir doch mal tacheles: Was aus meiner Sicht nur richtig und sinnvoll sien kann, ist der reine Wasserstoffantrieb, also ein Verbrennungsmotor, der statt Benzin, Diesel oder Gas Wasserstoff verbrennt. Vorteil: man kann fast jedes moderne Auto auf Wasserstoff umrüsten.
Aha, ich sehe schon, die Zweifler suchen sich wieder die passenden, altbeknnten Gegenargumente: zu hoher Energieverbrauch bei der Wasserstoffelektrolyse, die Lagertemperatur von mehr als minus 200 Grad und so weiter ...
Wir können zum Mond fliegen, wir machen mit Computern alles mögliche, doch bei den Kraftstoffen sind wir in der Steinzeit stehengeblieben. Warum tut sich beim Wasserstoff in dieser Hinsicht nichts? Da wird die Brennstoffzelle seit kurzem in den Himmel gelobt, dabei sieht die Lösung doch so einfach aus.
Das Problem mit Wasserstoff im Kolbenmotor ist einfach, dass man sich zusätzlich zur geringen Energiedichte auch noch den miesen Wirkungsgrad des Verbrenners einhandelt. Ich meine, dass verschiedene Hersteller in den 80er/90ern solche Fahrzeuge im Test hatten. Die Projekte wurden aber eingestellt.
Außerdem ist die Lösung eben nicht "so einfach": Auf Wasserstoff umgebaute Tankstellen sind ziemlich aufwändig.
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55 Antworten
Aber richtig... geht doch nur mit FC, ist aktueller Wissensstand.
Und selbst das ist irgendwann nur bei Zügen LKW's und Langstreckenfetischisten eine Überlegung wert.
Hatte kürzlich ein paar heftige Diskussionen über Wasserstoff als Energieträger für Motoren und musste feststellen, dass wir alle mit Halbwahrheiten argumentierten.
- Wasserstofferzeugung: welche Energie inklusive Weiterverarbeitung für geeignete Speicherung muss aufgewendet werden um z.B 100 km fahren zu können?
- Kann gewöhnliches Wasser verwendet werden? Ich hoffe, denn nimmt man z.B. Meesrwasser, so entstehen auch Chlorgas und Natronlauge.
- Speichermöglichkeit in Fahrzeugen? gekühltes Gas, komprimiertes Gas, Metallhybridspeicher?
- Energiedichte oder mitgeführte Energie z.B. in Kilometerleistung?
- Falls kein reiner Sauerstoff mitgeführt wird: welche Nebenstoffe entstehen dann (Stickoxide und co.) bei der Verbrennung mit Luft?
Über all die Themen bin erst mühsam am recherchieren.
Dann noch eine Bemerkung: ich bin durchaus für den Wasserstoffantrieb. Allerdings werden wir des Klimas wegen noch einige Zeit auf Elektrofahrzeuge angewiesen sein (und wie steht es mit Flugzeugen und Schiffen). Wenn in Deutschland die Regierung einige Tausend Ladestationen einrichten will, so ist z.B. in der Schweiz diesbezüglich noch komplette Steinzeit. Wie das in anderen Länder im Süden und Osten oder sogar schon in Frankreich aussieht? Ein Wasserstoff-Tankstellennetz für PWs aufzubauen dürfte also noch Jahrzehnte dauern, leider. An Flug- und Schiffshäfen könnte es schneller gehen. Wäre mal ein Anfang.
Zitat:
@Ooli schrieb am 17. November 2019 um 13:43:38 Uhr:
Reden wir doch mal tacheles: Was aus meiner Sicht nur richtig und sinnvoll sien kann, ist der reine Wasserstoffantrieb, also ein Verbrennungsmotor, der statt Benzin, Diesel oder Gas Wasserstoff verbrennt. Vorteil: man kann fast jedes moderne Auto auf Wasserstoff umrüsten.
Aha, ich sehe schon, die Zweifler suchen sich wieder die passenden, altbeknnten Gegenargumente: zu hoher Energieverbrauch bei der Wasserstoffelektrolyse, die Lagertemperatur von mehr als minus 200 Grad und so weiter ...
Wir können zum Mond fliegen, wir machen mit Computern alles mögliche, doch bei den Kraftstoffen sind wir in der Steinzeit stehengeblieben. Warum tut sich beim Wasserstoff in dieser Hinsicht nichts? Da wird die Brennstoffzelle seit kurzem in den Himmel gelobt, dabei sieht die Lösung doch so einfach aus.
Das Problem mit Wasserstoff im Kolbenmotor ist einfach, dass man sich zusätzlich zur geringen Energiedichte auch noch den miesen Wirkungsgrad des Verbrenners einhandelt. Ich meine, dass verschiedene Hersteller in den 80er/90ern solche Fahrzeuge im Test hatten. Die Projekte wurden aber eingestellt.
Außerdem ist die Lösung eben nicht "so einfach": Auf Wasserstoff umgebaute Tankstellen sind ziemlich aufwändig.
Zitat:
@Ooli schrieb am 17. November 2019 um 13:43:38 Uhr:
Aha, ich sehe schon, die Zweifler suchen sich wieder die passenden, altbeknnten Gegenargumente: zu hoher Energieverbrauch bei der Wasserstoffelektrolyse, die Lagertemperatur von mehr als minus 200 Grad und so weiter ...
Wird das Argument mit dem vielfach höheren Energieverbrauch bei Brennstoffzellen denn schlechter, nur weil es schon eine Weile als Problem erkannt wurde?
Zitat:
@Ooli schrieb am 17. November 2019 um 13:43:38 Uhr:
Wir können zum Mond fliegen, wir machen mit Computern alles mögliche, doch bei den Kraftstoffen sind wir in der Steinzeit stehengeblieben. Warum tut sich beim Wasserstoff in dieser Hinsicht nichts? Da wird die Brennstoffzelle seit kurzem in den Himmel gelobt, dabei sieht die Lösung doch so einfach aus.
Ich kann dir ehrlich nicht sagen, warum sich da nichts tut. Die offensichtlichste Antwort wäre jedoch: Weil es technisch evtl. nicht so einfach ist, wie du es hier darstellst. Oder nicht in absehbarer Zeit unter dem gegebenen Kostendruck machbar.
Ich erinnere mich an den BMW 7er mit Wasserstoff-Verbrenner. Der war nach ein paar Tagen leer, weil der Wasserstoff sich verflüchtigte. Diese Probleme scheinen in Verbindung mit der Brennstoffzelle gelöst. Ob das allerdings auch gilt, wenn man einen herkömmlichen Verbrenner "einfach" umrüstet?
Weiters kam es - laut Wiki zu dem Wagen - bei der Entwicklung immer wieder zu Explosionen. Ich denke, auch das kriegt man technisch gut in den Griff - die Frage ist halt, was ein sicheres System dann kostet.
Servus zusammen.
Der Wasserstoffantrieb ist auf den ersten Blick sehr interessant und verlockend. Bei näherer Betrachtung habe ich aber (für mich) festgestellt, das er im PKW wirklich keinen Sinn macht.
Die Energieeffizienz ist einfach zu schlecht. Es wird beim Brennstoffzellenfahrzeug die doppelte Menge an Strom benötigt, wie bei einem Akkuauto. Ein Verbrenner hat zusätzlich noch den halben Wirkungsgrad als die Brennstoffzelle. D.h. du hast mit dem H-Verbrenner weniger Reichweite als mit einem Akkuauto. Dazu ist die Leistung vom Verbrenner im Vergleich zum Benziner fast halbiert. Beim BMW Hydrogen 7 mit fast identischem Motor wie der 760i sind die Leistungsdaten:
H 7: 191kW 260 PS 390 Nm
760i: 327kW 445 PS 600 Nm
Ein H-Verbrenner macht in meinen Augen nur dort Sinn wo die Wärme auch genutzt werden kann z.B. im BHKW.
Oft wird nicht bedacht, das die Brennstoffzelle auch eine Degeneration hat.
Und eine Batterie braucht das Brennstoffzellenfahrzeug auch.
Ein Elektromotor ist dem Verbrenner trotzdem einfach überlegen. Der E-Motor ist einfach der bessere Antrieb. Wenn man die Wahl hat wird immer ein E-Motor verbaut.
Die Wasserstoffspeicherung ist dagegen weitgehend gelöst.
700 Bar Drucktanks oder Metallhydritspeicher. Große Hoffnung wird auch in die LOHC gesetzt.
Der Kryotank wird in Fahrzeugen meines Wissens nicht mehr eingesetzt.
Grüße
Bitte nicht auch noch H2 Verbrenner.....Sowas kann man vielleicht zusammen mit Erdgas verbrennen, als "Speicher".
Aber doch nicht in Fahrzeugen.
Also erst 3 mal soviel Energie für H2 aufwenden und dann mit Wirkungsgraden von um die 10-20% im Auto verbrennen. Das ist doch nicht euer Ernst.
@hudemcv Doch, scheint so, Ein Auto ist eben erst dann ein "richtiges" Auto, wenn es schön "Brumm-Brumm" macht ;)
Zitat:
@BaldAuchPrius schrieb am 18. November 2019 um 12:22:47 Uhr:
@hudemcv Doch, scheint so, Ein Auto ist eben erst dann ein "richtiges" Auto, wenn es schön "Brumm-Brumm" macht ;)
das hat aber noch mehr positives!
Kinder nerven nicht mehr mit brumm brumm geräuschen bei spielen mit Autos ;)
Erst mal vielen Dank für die zahlreichen Beiträge hier.
Es freut mich, dass hier eine so lebhafte Diskussion entstanden ist.
Luposaab hat recht. Es gibt hier noch zu viele ungeklärte Fragen. Das zeigt aber, dass es viel zu tun gibt, um all diese Fragen beantworten zu können.
Brunolp12: ich hatte zum Beispiel gar nicht gewusst, dass ein Motor mit Wasserstoff einen geringeren Wirkungsgrad hat. Aber ist es nicht so, dass Wasserstoff leichter entzündlich ist als Benzin oder Diesel und somit eine heftigere Explosion verursacht? Müsste dann doch einen höheren Wirkungsgrad haben. Oder nicht? Wie ist das?
Fragen über Fragen.
Auch Spud_murphy hat etwas erkannt, nämlich die Verflüchtigung des Wasserstoffs bei unzureichender Lagerung. Hatte das Problem auch noch nicht erkannt. Doch warum stellt BMW dann die Forschung auf diesem Gebiet ein und steckt den Kopf in den Sand?
Klar, Wasserstoff ist das erste Element im Periodensystem der Elemente, daher auch das leichteste. Aber Möglichkeiten für eine dauerhafte Lagerung ohne Verluste - da müsste doch was zu machen sein ...
Also erst mal vielen Dank und ich bleib dran beim Thema Wasserstoff!
Viele Grüße
Ooli.
Zitat:
@Ooli schrieb am 18. November 2019 um 16:40:05 Uhr:
... ich hatte zum Beispiel gar nicht gewusst, dass ein Motor mit Wasserstoff einen geringeren Wirkungsgrad hat. Aber ist es nicht so, dass Wasserstoff leichter entzündlich ist als Benzin oder Diesel und somit eine heftigere Explosion verursacht? Müsste dann doch einen höheren Wirkungsgrad haben. Oder nicht? Wie ist das?
Vielleicht kann ich dir da weiter helfen: Im Hubkolbenmotor geht es weniger um die Explosionskraft. Ein Hubkolbenmotor ist in erster Linie eine Wärmekraftmaschine. Er zieht seine Leistung vorrangig aus dem Entspannen heißer, unter Druck stehender Gase. Letztlich nicht anders als eine klassische Dampfmaschine, nur mit anderem Medium.
Wenn du Benzin oder Diesel verbrennst, dann entstehen daraus Gase, vor allem CO². Gase nehmen bei gleichem Druck ein viel größeres Volumen ein als Flüssigkeiten. Diese werden durch die Verbrennungswärme zusätzlich erhitzt, was eigentlich deren Volumen nochmals erhöht, was im abgeschlossenen Brennraum nicht geht, deshalb steigt deren Druck. Die gewonnene Arbeit entsteht nun, indem sich die Verbrennungsgase ausbreiten, und dabei an Druck und Temperatur verlieren. Hier kommt es zum Carnot-Effekt, man kann technisch kein Gasgemisch zum Zweck der Energiegewinnung vollständig entspannen und abkühlen. Deshalb geht ein Großteil der Energie mit den Abgasen in den Auspuff.
Soweit der allgemeine Teil, der zu allen Verbrennern passt. Für den Wirkungsgrad ist nun entscheidend, wie stark der Unterschied im Volumen des eingesetzten Brennstoffs in Bezug auf die Abgase verhält. H² ist ja bereits ein Gas, dessen Verbrennung zu Wasser keinen nennenswerten Volumenzuwachs bringt, eher im Gegenteil. Bleibt nur der Druckanstieg durch die Temperaturerhöhung, Der Wasserstoff hat bezogen aufs Volumen einen geringeren Heizwert als flüssige Kraftstoffe, kann also auch weniger Wärmeausdehnung bewirken. Gleichzeitig entsteht ja reiner Wasserdampf, wird der zu stark entspannt, dann kondensiert er zu Wassertropfen, als einer Flüssigkeit, die ihrerseits keinerlei Kraft beim Entspannen ausübt, sondern eher der Entspannung entgegen wirkt.
Zitat:
... die Verflüchtigung des Wasserstoffs bei unzureichender Lagerung. Hatte das Problem auch noch nicht erkannt. Doch warum stellt BMW dann die Forschung auf diesem Gebiet ein und steckt den Kopf in den Sand? ...
Hier besteht ein klassischer Zielkonflikt. Auf der einen Seite möchte man so viel H² wie möglich im "Tank" haben, auf der anderen Seite ist H² nun einmal ein Gas.
Nun kann man recht einfach viel mehr Gas in einen Tank pressen, als dessen Volumen hergibt, man muss es "nur" unter Druck setzen. Und hier ist das Problem: je höher der Druck wird, desto stärker kommt der Drang des H² zu diffundieren zum Tragen. Ein Zeppelin konnte tagelang über den Atlantik schippern, der H² in den Tragzellen stand nicht unter Druck, da war der Verlust vernachlässigbar. Im KryoTank, also, der H² wurde so lange zusammengepresst, bis er flüssig wurde, herrscht ein immenser Druck. Das Problem war dort sogar weniger die Diffusion, sondern eher ein Schutzventil, dass immer wieder H² abblasen musste, wenn sich duch die Erwärmung zu hoher Druck im Tank aufbaute.
aktuell gibt es Tanksysteme, die mit rund 700 Bar recht dicht sind, aber die bei einer Breite, die gerade so zwischen die Räder eines Mirai passt, und einem Durchmesser, der geradeso noch unter die Rückbank passt, ohne am Boden zu schleifen, gerade einmal 5 kg beheimaten können. Im Mirai reicht das unter günstigen Bedingungen für knapp 500 km, in einem H² Verbrenner für allerhöchstens 250 km … nicht praxistauglich.
Danke!
Das nenn ich mal eine sinnvolle und wissenschaftliche Aufarbeitung meiner Fragen, die ich rund um dieses Thema seit Jahren mit mir "herumschleppe".
Ich bin zwar nachwievor überzeugt, dass es uns eines Tages gelingt, das Thema Wasserstoff zu beherrschen, doch jetzt verstehe ich die Problematiken dahinter. Denn der Laie, der ich ja nun auch mal bin, macht sich da ja völlig die falschen Vorstellungen; alles könnte ja so einfach sein ... ist es aber offensichtlich nicht.
Also - jetzt kann ich jedenfalls besser und sicherer argumentieren! Danke!
Liebe Grüße
Ooli.
Zitat:
@hudemcv schrieb am 18. November 2019 um 08:35:50 Uhr:
Bitte nicht auch noch H2 Verbrenner.....Sowas kann man vielleicht zusammen mit Erdgas verbrennen, als "Speicher".
Aber doch nicht in Fahrzeugen.
Also erst 3 mal soviel Energie für H2 aufwenden und dann mit Wirkungsgraden von um die 10-20% im Auto verbrennen. Das ist doch nicht euer Ernst.
Doch, denn noch kurz vor dem Ersten Weltkrieg waren sich Experten einig, dass das Auto keine Zukunft hat und auf den Scheiterhaufen der Geschichte gehört ... und jetzt haben wir das Dilemma!
Achja - noch eins: Dem Flugboot DoX haben seinerzeit Experten die Flugfähigkeit abgesprochen ("mit dem Gewicht wird sich dieses Flugzeug niemals in die Luft erheben!") - und der Kasten hat sich tatsächlich in die Lüfte erhoben!
Was ich damit sagen will: Ich bin überzeugt, dass wir für dieses Thema eine Lösung finden werden. Wir müssen es nur wollen und es braucht eben Zeit. Ich bin da trotz aller Nachteile und Probleme zuversichtlich.
Zitat:
@Ooli schrieb am 18. November 2019 um 17:55:35 Uhr:
Was ich damit sagen will: Ich bin überzeugt, dass wir für dieses Thema eine Lösung finden werden. Wir müssen es nur wollen und es braucht eben Zeit. Ich bin da trotz aller Nachteile und Probleme zuversichtlich.
Für die effiziente Umwandlung von Wasserstoff gibt es eine Lösung: Brennstoffzelle, Pufferakku und Elektromotor.
Das Problem ist die Wasserstofferzeugung und -Speicherung.
Es gibt aber keinen sinnvollen Grund, Wasserstoff im bauartbedingt (siehe Beiträge weiter oben) erheblich weniger effizienten Verbrennungsmotor zu verfeuern. Außer dass der Motor weiterhin brummt und das Autofahren sich "anfühlt" wie gewohnt.
Thema Platin und Brennstoffzelle: eine moderne Brennstoffzelle enthält nicht mehr Platin als der Katalysator eines konventionellen Motors...
Zitat:
@Ooli schrieb am 18. November 2019 um 17:55:35 Uhr:
Zitat:
@hudemcv schrieb am 18. November 2019 um 08:35:50 Uhr:
Bitte nicht auch noch H2 Verbrenner.....Sowas kann man vielleicht zusammen mit Erdgas verbrennen, als "Speicher".
Aber doch nicht in Fahrzeugen.
Also erst 3 mal soviel Energie für H2 aufwenden und dann mit Wirkungsgraden von um die 10-20% im Auto verbrennen. Das ist doch nicht euer Ernst.
Doch, denn noch kurz vor dem Ersten Weltkrieg waren sich Experten einig, dass das Auto keine Zukunft hat und auf den Scheiterhaufen der Geschichte gehört ... und jetzt haben wir das Dilemma!
Achja - noch eins: Dem Flugboot DoX haben seinerzeit Experten die Flugfähigkeit abgesprochen ("mit dem Gewicht wird sich dieses Flugzeug niemals in die Luft erheben!") - und der Kasten hat sich tatsächlich in die Lüfte erhoben!
Was ich damit sagen will: Ich bin überzeugt, dass wir für dieses Thema eine Lösung finden werden. Wir müssen es nur wollen und es braucht eben Zeit. Ich bin da trotz aller Nachteile und Probleme zuversichtlich.
Das sind doch gänzlich andere Vorraussetzungen. Wir werden keinen Wasserstoff im Auto verbrennen.
Verbrennen ist eine doofe Idee, fertig. Egal was man verbrennt.