98% Wirkungsgrad: Neue Technologie für Wasserstoff-Produktion!
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- Опубликовано: 2 окт 2024
- Für die Energiewende brauchen wir riesige Mengen an Wasserstoff, z.B. für die Stahlproduktion oder auch als Energiespeicher. Grünen Wasserstoff stellt man vor allem mit Elektrolyse her, aber die bisherigen Verfahren brauchen viel Energie und sind noch nicht so effizient. Ein australisches Forschungsteam hat jetzt eine neue Form der Elektrolyse entwickelt, die einen Wirkungsgrad von 98% erreicht. Das Verfahren nennt sich Kapillar-Elektrolyse. Wir schauen uns heute, warum die Kapillar-Elektrolyse effizienter ist und auch generell billiger sein könnte als die bisher bekannten Verfahren, welche Rolle Kapillarkräfte im Prozess spielen und klären natürlich erstmal, wie man grünem Wasserstoff generell herstellt.
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Dieses Video ist in meinem Breaking Lab-Team entstanden. Verantwortlich aus der Redaktion: Valentin Bruder, Tabea Desch, Johannes Polotzek, Jacob Beautemps; Editing: Cutter:in & Cutter:in Lukas Loibl, Saskia Mittermeier, Amrin Ahmed
Quellen:
Quelle 1: www.nature.com...
Quelle 2: www.bmbf.de/bm...
Quelle 3: www.irena.org/...
Quelle 4: hydro-race.eu/....
Quelle 5: www.zsw-bw.de/...
Quelle 6: www.spektrum.d...
Quelle 7: www.spektrum.d...
Quelle 8: hysata.com/new...
Quelle 9: www.uow.edu.au...
Ich bin Jacob Beautemps und mache gerade meinen Doktor an der Universität zu Köln. Vor drei Jahren habe ich zusammen mit Philip Häusser diesen RUclips Kanal gegründet und seit 2018 stehe ich nun selbst vor der Kamera. In meiner Forschung an der Uni geht es um das Thema "What comprises a successful educational RUclips video?: the optimization of RUclips videos’ educational value through the analysis of viewer behavior and development via machine learning." Oder kurzgesagt: Wie lernt man auf RUclips und wie können wir das mit künstlicher Intelligenz optimieren. Dies fließt natürlich stark in meine RUclips Videos mit ein, denn hier geht es auch darum möglichst viel über Physik, Chemie, Technik und andere naturwissenschaftliche Themen zu lernen.
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Danke dir für das tolle Video. Schreibe gerade meine Bachelor Arbeit über Wasserstoff und konnte durch dein Video die Kapillarelektrolyse dabei mit einfließen lassen. Dabei nochmal danke für die Quellen in der Videobeschreibung. Verfolge schon seit langem deine Videos und freue mich jedes Mal wenn wieder eines in der Abo Box ist. 👍😊
Hey, ein Video ohne großes ABER 😉 Cool wäre ein Update zu den Themen Dual Fluid Reaktor, Meerwasserentsalzung und Geothermiekraftwerke 😊🖖🏻
Geothermie ist inzwischrn etwas besser geworden. Dual akw sind immer immernoch zukunftsmusik und selbt wenn sie funktionieren nicht co2 neutral. Mit Meerentsalzung denke du meinst die Trinkwasseraufbereitung gab es ne schöne neue Variante mit solarzellen.
@@fritzhamburg1785 Warum sollten Dual Fluid Reaktoren nicht CO2 neutral sein? Wenn du auf den Ausstoß für den Bau und die Beschaffung des Spaltmaterial anspielst, dann solltest du mal bei den anderen Kraftwerkvarianten schauen. Du wirst kein einziges finden, dass wirklich CO2 neutral ist, da du spätestens für das Fundament Zement brauchst, der unter sehr großem CO2 Ausstoß gebrannt wird.
Schaut euch zu AKWs das neue Video von Harald Lesch an. War vorher immer nicht ganz überzeugt von seinen Videos aber das hat mich Technologisch sehr gut informiert würde ich sagen
@@Najxi nein darauf spiele ich nicht an. Aber es geht ja darum dass das noch locker 20 jahre brauchr und selbst dann ist es nicht co2 neutral und kostenneutral waren atomkraftwerke auch nicht gerade die haben doch gemeinsam mit kohle immer milliarden an subventionen bekommen.
Das große ABER ist, dass der größte Energieverlust bei Speicherung und Transport auftreten (kompression/kühlung, entweichendes gas), was in den 98% nicht eingerechnet ist.
Ein Sprechfehler hat sich eingeschlichen: Im Wasser gibt's kein OH+. H+ oder H3O+ oder noch größere Cluster. OH+ ist viel zu reaktiv
@2:40
Steht in Quellen 4 und 5 auch korrekt
Hab extra einmal zurückgespult, weil ich auch OH+ gehört hab, obwohl es ja nachher richtig da stand :D
Bin ich nicht der einzige, der das gehört hat ...
Streber
@Hendrik Ronneburg gut aufgepasst @@leonsalman5625 konstruktive Kritik ist immer gerne gesehen, entgegen so hochgradigen intellektuellen äußerungen wie "Streber"...
Ging mir ähnlich. Danke für den Kommentar 👍
@@leonsalman5625 Streber mag keiner 🤣
Bei 2:47 ist dir ein Fehler unterlaufen. Es gibt keine OH+ Ionen. Du meinst entweder H+ oder H3O+.
Ich hab glaub grad nen Denkfehler. Er sagt doch bei der Elektrolyse, dass die Anode Elektronen vom Sauerstoff aufnimmt, und die Kathode Elektronen an den Wasserstoff abgibt. Aber dann wäre doch danach die Anode negativ geladen und die Kathode positiv, und somit würden ja dann die Elektronen von Anode zu Kathode fließen, weshalb doch die Anode dann minus und kathode plus wäre, oder was stimmt mkt der Argumentation nicht?
@@neutronenstern. Die Elektronen der Anode fließen zur Kathode. Dadurch hat die Anode ein Elektronen-Defizit, ist also positiv geladen. Da die Anode positiv geladen ist, zieht sie die Sauerstoff an und "klaut" Elektronen. Normalerweise würde das so weiter gehen, bis die Anode neutral ist, jedoch fließen ja die Elektronen zur Kathode, wodurch ein stetiges Elektronen-Defizit aufrecht erhalten wird und immer mehr Elektronen aus der Luft aufgenommen werden.
Die Kathode hat einen Elektronen-Überschuss und gibt daher Elektronen an den Wasserstoff ab.
Ich hoffe, das war verständlich 😅
@@neutronenstern. Die Anode ist positiv und nimmt deshalb Elektronen auf. Da die Elektronen direkt an die Kathode weitergeleitet werden, bleibt die Anode positiv.
@@stefanstefan7352 Ah ok danke ja macht sinn. Hab das ganze grad mit der umgekehrten Version verwechselt,bei welcher die Zelle sebst Strom produziert und gedacht, die Anode sorgt dafür,dass Elektronen zur Kathode über den Draht wandern. Aber dafür sorgt ja die Stromquelle. Deshalb wird die Anode auch positiv.
@Lisa Gute Im Gegensatz zu den meisten hier hat er im naturwissenschaftlichen Bereich promoviert (oder tut das noch?). Die Bezeichnung Wissenschaftskommunikator wäre hier recht passend.
Und wer keine Fehler macht, ist tot. Jeder macht Fehler.
Du übrigens auch, wie du ja gemerkt haben dürftest.
Ich fürchte, die 98% im Paper sind etwas irreführend und eben nicht als "Strominput zu H2-Output" zu verstehen. Denn dabei wird außer acht gelassen, dass es ja auch thermodynamische Verluste gibt, an denen man selbst bei noch so viel technischer Entwicklung nicht vorbeikommt. Die 98% beziehen sich also nur auf den Teil, auf den man in der Entwicklung überhaupt einen Einfluss hat. Wenn die so stimmen, ist das trotzdem eine großartige Entwicklung, bedeutet aber eben ausdrücklich nicht, dass man 98% der elektrischen Energie in Form von Wasserstoff wieder rausbekommt. Was man ja auch an den 40.4 kWh/kgH2 elektrischem Aufwand aus dem Paper sieht - denn H2 hat einen Brennwert von 33.3 kWh/kg. Was einem realen Wirkungsgrad von 82 % entsprechen würde. Also trotzdem gut, aber nicht ganz so beeindruckend, wie das Paper auf den ersten Blick vermuten lässt 😉
Der Heizwert ist 33.3 kWh/kg, der Brennwert ist 39,39 kWh/kg.
Heizwert nimmt an, dass nur Gase als Endprodukt existieren dürfen (und nicht flüssiges Wasser), was eine etwas unfaire Limitierung ist.
@@sierraecho884 Naja, für ein Paper ist das schon noch irgendwo nachvollziehbar, denn natürlich werden die nur den Anteil betrachten und zu optimieren versuchen, den sie technisch überhaupt optimieren können. Man muss dann nur vorsichtig sein, wie man das für eine breitere Öffentlichkeit übersetzt und einordnet.
@@sierraecho884 "Augenwischerei". Das ist nicht Richtig. Die Bundesregierung selber spricht von ca. 70% bei serienmäßig hergestellten Elektrolyseuren (Quelle 2).
Und das ist immer noch ein sehr guter Wert. Der Wirkungsgrad der besten Solarzellen unter besten Bedingungen beträgt unter 50%.
@@HL65536 Das ist nicht unfair, das ist eine Definition. Für eine konventionelle Heizung ohne Kondensation ist der Wert wichtig. Bei einem Brennwertgerät nicht.
@@johannesmeyer-dunker6044 Doch, das ist unfair. Wer sagt denn, dass man eine konventionelle Heizung ohne Kondensation verwenden muss, um die Energie zurückzugewinnen? Probleme auf der einen Seite gehen Probleme auf der anderen Seite nichts an, vor allem wenn sie nicht 100% jede Anwendungen betreffen. Das wäre wie wenn man für die Effizienz von Li-Ion Akkus die Effizienz von Motoren miteinrechnet. Nicht alle Anwendungen von Akkus sind ein Motor.
Die klassische Elektrolyse hat eine Effizienz von bis zu 85 Prozent. Teuer ist die Herstellung des Wasserstoff durch Elektrolyse, weil die dafür verwendete elektrische Energie so teuer ist. Hätten wir ein Versorgungssystem wie die Schweiz, wo es Tag- und Nachtstrom gibt, wäre Wasserstoff lohnenswert, sofern wir verstehen, dass Energieversorgung zur kritischen Infrastruktur zählt und ohne Gewinnstreben betrieben werden müsste. Dann könnte man kommunale Wasserstoffelektrolyse-Anlagen mit Speicher und Heizkraftwerken betreiben und auf diese Weise könnten wir nicht nur 30 Prozent Energie einsparen, sondern zu 80 Prozent Energieautark sein.
Es gibt kein OH+, das geht nicht, entweder H3O+ Hydronium oder simple Protonen H+ :)
Wenn das Erfolg hat und sich durchsetz wäre das ein Riesen Meilenstein in der Energiewende. Einfach mal die Daumen drücken das das so kommt. 🖖👍
15% mehr Effizenz ist kein Meilenstein sondern Evolution. Du erkaufst dir diese Effizenz durch besondere Materialien (Platin, Nickel etc.) und Chemikalien.
Interessant wäre es diese Technik auf den Brennstoffzelle (die aktuell max. 50% Effizenz hat) anzuwenden. 98 statt 50% das ist ein Meilenstein. Wenn das gelingt haben wir den Durchbruch!
Trotzdem immer gut wenn wir diese Technik haben. Wir brauchen Wasserstoff in der chemischen Industrie + Stahlindustrie da hilft uns keine andere Technik da wir das Element Wasserstoff brauchen nicht die "Energie". Dafür ist diese Technik sehr wichtig. Um Fahrzeuge damit anzutreiben oder Strom zu speichern naja da bin ich skeptisch, geht wird aber Ewigkeiten dauern bis es wirtschaftlich wird.
@@chriss.2634 Klitzekleiner Einspruch: 15% sind vielleicht kein Meilenstein, aber 98% sind einer. Bei Energieeffizienz sind es stets die letzten Meter, die die größten Hürden bereiten.
@@peterbrandt7911 natürlich aber was bringt es wenn man sich die 15% (bzw. 12% auf den gesamten Prozess) durch teure Materialien erkauft?
@@chriss.2634 Klar, aber das ist jetzt ja noch nicht abschätzbar. Weder die Mengen an edlen oder seltenen Erden sind bisher bekannt, noch wie lange eine solche Anlage betrieben werden kann.
Ich hoffe aber auf einen Folgebericht, wenn die erste kommerziell betriebene Anlage aufgestellt wird.
@@chriss.2634 Bei der Energiespeicherung kommt es nicht unbedingt auf den Wirkungsgrad an, sondern viel mehr auf die Gesamtkosten und die realisierbaren Speichergrößen. Mit Batterien werden wir die Energiewende nicht packen können, dafür sind die Kosten pro gespeicherter kWh und Speicherdauer viel zu hoch. Für geringe Energiemengen (ein paar kWh bis MWh) und kurze Speicherdauern (ein paar Tage) sind sie noch gut geeignet, wir brauchen aber auch Speicher für sehr große Energiemengen (mehrere TWh) und lange Zeiträume (mehrere Monate). Wasserstoff bzw. Methan ist zwar teuer herzustellen hat aber den Charm, dass man es verdammt günstig in großen Mengen lagern und transportieren kann. Die notwendige Infrastruktur besitzen wir nämlich durch unser Erdgasnetz und die darin eingebundenen Kavernenspeicher bereits.
super informatives und einfach erklärendes Video, danke :)
Großes ABER: Die 98% sind ein bisschen schöngerechnet indem man den Wirkungsgrad gegen die thermoneutrale Spannung berechnet hat. Soll heißen, die benötigte Energie für die erhöhte Temperatur von 85°C wird außer Acht gelassen. Desweiteren ist die Stromdichte noch relativ gering, was zu hohen Anschaffungskosten führt (mal ganz davon abgesehen, dass sie für die alkalische Elektrolyse wieder Platin Elektroden verwenden. Der Zweck der alkalischen Elektrolyse ist gerade günstiger zu sein, aufgrund der Möglichkeit Edelmetalle zu vermeiden.). Nichtsdestotrotz ist das ein sehr gutes Paper, welches viele Dinge aufzeigt, wie die Reduktion von Kontaktwiderständen durch stoffschlüssige Verbindung der Elektroden mit dem Stromverteiler. (Hier kommt nur wieder das Problem der Reparatur und des Recyclings.;))
mit Kritik hat es Jacob nicht so bei Wasserstoff Themen, die hält er sich lieber der Batterie-Technologie vor ;)
@@captainahab9265 Die Erwärmung von 9 Liter Wasser von 20 auf 85°C wären nur 0,68kWh, das ist kein wirklich großes Aber.
Ich frage mich aber, was mit der Kalilauge passiert. Bei Alkalielektrolyse agiert die quasi als flüssiger Katalysator, aber die würde ja auch in den Poren nach oben steigen.
@@wernerderchamp
Das wäre immerhin eine Steigerung der Verluste um ca 100%.
Das zu vernachlässigen ist schon etwas irreführend.
Hinzu kommt auch noch, dass sie das gleiche auf der anderen Seite auch machen und da entsteht zum Teil Wasserdampf, welches deutlich mehr verlorene Energie enthält.
@@TBFSJjunior Jup, das ist die Differenz Brennwert - Heizwert. Das sind 6kWh/kg H2
@@wernerderchamp
Jap.
Ich finde das immer etwas irritierend warum da die Unterscheidung gemacht wird.
Elektrolyse rechnet mit Brennwert und Brennstoffzelle mit Heizwert.
Am Ende haben beide nen super Wirkungsgrad und 15+% Wirkungsgradverlust werden quasi ignoriert.
Leider muss es für den Transport trotzdem gekühlt und komprimiert werden.
Riesen Durchbruch für die Eisenproduktion aber für Transportsysteme fällt das wieder auf die Füße und kommt deswegen niemals and den Wirkungsgrad von reinen Elektrofahrzeugen heran.
Hatte eben noch überlegt ob man den Systeminternen Druck nutzen könnte zum abfüllen aber den Druckverlust müsste man ja auch wieder nachkomprimieren.
So schön Wasserstoff ist - die praktische Umsetzung ist aus so vielen Gründen für mich als Ingenieur immer wieder zum Haare raufen.
Danke, das der Gesamtwirkungsgrad nicht nur von der Herstellung abhängt wird immer wieder gerne "vergessen" Ob das ganze dann auch im grossen Masstab funktioniert werden wir sehen.
Jep das ist auch immer wieder das Problem was ich mit Wasserstoff Befürworter in Dusskusionen habe die Wasserstoff für Autos als denn Besseren Weg halten als BEVs.
Das Wasserstoff einfach unheimlich schlechte Transporteigenschaften hat im Bezug auf denn Gesamtwirkungsgrad will keiner sehen, weil sie an dem Konstrukt der Zapfsäule Festhalten wollen.
Es wird einfach die Gesammte Energie die für das Transportieren weg gelassen und so der Wirkungsgrad Fälschlicherweise hoch gerechnet.
Selbst bei BEVs wird bei vielen Studien die Verluste des Stromnetzes herraus gelassen was dann leider zu Angriffsflächen für Gegner der BEVs führt obwohl diese bei weitem nicht so hoch sind wie bei Wasserstoff oder Fossilie Brennstoffe.
Schlimm ist das viele Denken Wasserstoff Tanken geht genau so schnell wie bei Benzin und Diesel. Aber leider stimmt das nur wenn alle 3-5 min ein Auto getankt werden muss. Weil genau so lange dauert es nämlich bis die Zapfzäule denn Nötigen Tankdruck wieder aufgebaut hat.
Danke, dienen Kommentar habe ich gesucht. Die Verdichtung, Nachverdichtung und die komplizierte Lagerung (insbesondere bei Fahrzeugen) wird so oft außer Acht gelassen…
Nicht gekühlt aber komprimiert, dafür ewig lagerfähig in Stahltanks.
BEV haben ab Ladestation auch 7-22% Verlust und wie soll Überschuss Langzeit gespeichert werden?
@@ReinhardSchuster Transportiert wird er meines wissens in flüssiger Form .
Ewig kann man nichts lagern und die Takns bestehen aus Verbundwerkstoffen und Edelstahl. Bis wir mal Überschusstrom haben werden sich auch geeignete Speicher gefunden haben. Es gibt auch mechanische "akkus".
Wenn diese Anlage jetzt durch den kleineren Aufbau und vor allem durch die geringere Wassermenge insgesamt kleiner und günstiger wird, kann man sich das vielleicht irgendwann mal für private Haushalte als Energiespeicher vorstellen.
Wir dürfen Kartoffeln im Garten anbauen und unsere Hühner im Stall Eier legen lassen.
Aber wenn wir eigenen Strom produzieren wollen für uns selber, auch wenn die Sonne niemanden gehört, ist das nicht einfach so erlaubt ohne Netzbetreiber...
Ich wünsche mir einen Haushalt in ein paar Jahren und entsprechende Gesetze, das ich gar nicht mehr ans öffentliche stromnetz anschließen muss und völlig autark bin 👍
Schluss mit der Bereicherung an etwas so wesentlichen, wie Energie die jedem gehört!
Die Speicherung von Wasserstoff ist aber weiterhin relativ komplex, auch wenn es schon Möglichkeiten gibt (z.B. Metallhydrid). So ein Speichersystem um über den Winter zu kommen wird sehr teuer werden - wahrscheinlich ist der eigen genutzte Strom dann um einen Faktor teurer als Windstrom aus dem Netz (der Wind weht v.a. im Winter sehr stark - wir haben tatsächlich aktuell im Winter mehr Ökostrom als im Sommer).
Es ist nicht der Gesetzgeber der es verbietet, sonder die Betriebsergebnis der wechselrichter.
Es gibt wechselrichter die einen sogenannten inselbetrieb haben und so zugelassen sind. Da braucht es dann auch kein Netzanschluss.
@@andreasmuller8465 das stimmt theoretisch natürlich aber unser aktuelles Gesetz sorgt dafür dass ich mich für eins von beiden entscheiden muss. Ich kann nicht nach Belieben umschalten, was bei einem Anlagenausfall fatal währe. Aber erst recht darf ich über meinen Strom nicht frei entscheiden und ihn gar bei Überschuss, wie meine Kartoffeln aus dem Garten, an meinen Nachbarn geben.
Insel-Wechselrichter kommen in Haushalten praktisch einfach nicht vor.
Zumindest nicht in Deutschland.
Höchstens vielleicht bei Wohnmobilen oder Berghütten, etc. Die sind dann zwar nicht Meldepflichtig ABER auch aufgeschmissen wenn was aus fällt.
@@andreasmuller8465
Gewäsch.
Der Wechselrichter ist TEIL einer Energieanlage, und diese - im ganzen - KANN im Inselbetrieb laufen oder aber auch wahlweise in das öffentliche Netz einspeisen.
Setzen, Sechs, Hausaufgaben machen.
Ich sehe das Problem gerade nicht. Es gibt doch längst auf Wasserstoff basierte Speicheranlagen für den Privathaushalt. Die Kosten sind mit knapp 70k€ vor Förderung natürlich hoch aber dafür bekommt man einen Stromspeicher mit Kraftwärmekopplung, der eine 100% autarke Solarstromnutzung ermöglicht.
Interessante Rechnung. Man nimmt statt des Heizwertes (33,3 kWh/kg) den nicht nutzbaren Brennwert (39,4 kWh/kg) als Basis und lässt die zum Erhitzen des Wassers auf 85°C notwendige Energie gleich ganz weg.
Für 1 kg Wasserstoff müssen 9 Liter Wasser elektrolysiert werden. Um diese Menge von 20 auf 85 °C zu erhitzen, werden 0,68 kWh benötigt und das ist komplett ohne jegliche Verluste gerechnet.
Und selbst wenn man das ignoriert, frage ich mich wie man mit einer Spannung von 1.51 V auf eine Effizienz von 98 % kommen will, wenn man im ideal reversiblen Fall bei 1.23 V wäre. Ebenso ist es ne red flag, dass man bei ner Stromdichte von 0.3 A/cm² 100 % Effizienz haben will. Das geht nur wenn praktisch kein Strom fließt. Ist aber ein nature paper.... was weiß ich schon (und ich habs nur überflogen).
Edit: Klar... die nehmen ja den Brennwert... Rechnet man mit dem Heizwert passt es auch mit den Spannungen und es erklärt auch die scheinbare Effizienz von 100+ % bei gegen 0 laufender Stromdichte. Schmutz paper und das in nature
Ich sehe die Angaben auch sehr kritisch . Wobei die 0,68kWh durch eine Wärmpumpe auch wieder gedrittelt werden. Was mich mehr verwirrt sind die Angaben zu Brennwert und Heizwert - Eine Brennstoffzelle holt doch mehr raus - als " nur" Wärmeenergie. Oder sehe ich es falsch?
@@MG-sg4xf Eine Brennstoffzelle wandelt einen Teil der nutzbaren (=Heizwert) Verbrennungsenergie direkt in Strom um. Der Unterschied zwischen Heiz- und Brennwert ist die im Wasserdampf gespeicherte Wärme. Um diese zu nutzen, müsste man den Dampf kondensieren und die dabei frei werdende Energie verwerten.
@@wermagst ja ja - das ist klar. Nur der Vergleich ist für mich daneben. Wasserstoff als reinen Brennstoff zu sehen ist für mich falsch. Energie verteilen und speichern. Sind die großen Themen. Deswegen würde ich mir einen Vergleich mit Brennstoffzellen wünschen. Statt mit einem "altmodischen" Gas-Vergleich.
@@wermagst vermutlich wird die Wärmeenergie auch genutzt um das Wasser bei 85°C zu halten...
Sehr cooles Video 👍👍
Könnt ihr ein Video machen, dass mal alle aktuellen Technologien und deren Fortschritte hin zur Industrialisierung zeigt? Ich denke da an die Bereiche Wasserstoff-Erzeugung, Batterien, Motoren, Heizungen etc. 🙂
Vor allem waere mal interessant wie alt die Ideen sind. Elektrolyse wurde schon vor Jahrzehnten entdeckt wsrum erst jetzt gruener Wasserstoff?
Wenn 1Kg Wasserstoff einen Energiewert von 33Kwh hat und die Produktion 40Kwh verbraucht, ist der Wirkungsgrad weder 98 noch 95%. In den meisten Energie Themen Videos wird ne Mathematik angewandt die vorne und hinten keinen Sinn ergibt. Und das beste, egal wie berechtigt ein Gegenargument auch ist, es ist euch völlig egal :)
Villeicht ist es Wasserstoff Ultimate, Plus oder 98, diese Begriffe haben bekanntlicherweise Wunderwirkungen :D
1 kg Wasserstoff hat 39,39 kWh/kg als Brennwert / Energieinhalt (siehe Wikipedia) - Unterschied Heizwert / Brennwert ist lediglich, ob man den Energieinhalt des "Abgases" noch nutzt - was in dem Fall nur Wasser sein wird (zumindest bei der Brennstoff-Zelle) - ist somit nicht relvant bzw. vernachlässigbar
@@jurgengunther1263 Du machst genau das gleiche wie im Video. Dein Energiewert ist der Obere Heizwert von Wasserstoff. Diese Zahl ist nur bei einem 100% Wirkungsgrad erreichbar. Sowas gibt es praktisch nicht. Deshalb gilt der niedrige Heizwert üblicherweise als Heizwert und nicht der obere. Es gibt auch kein grösseres Brennstoffzellen Kraftwerk. Deshalb macht dieser Verweis wenig Sinn. MfG
Herzlichen Glückwunsch für die 500k Abos😊
Wurde dieser Wunsch schonmal geäußert?
Bitte mache eine Art Metaanalyse deiner Videos! das wäre toll! Einen Überblick bisher geleisteter Themen. Zum Beispiel alles zu Kraftstoffe der Zukunft + deine Meinung. 🎉😊
@@yeetyeet7070 ◐ ̯ ◐ Mensch Meier -
_der Mann macht doch gerade seinen_ Ɗr● *_! ! !_*
@@yeetyeet7070 - sprich bitte _D E U_ : '' Vapor '' = W a t t e .
Und was hieße dann ' _puscht_ ' auf DEU ? - oder besser auch
bekannt als ' _hin - puschen_ ' , N a ?? : -)ﾉ
Danke Jakob, wieder ein super Video! Bei 2:46 hast du dich versprochen - du meintest H+-Ionen.
@Breaking Lab Könntest du mal bitte ein Video zu all den neuen, innovativen Technologien machen, die du hier schon mal vorgestellt hast und die es inzwischen wirklich zur industriell genutzten Reife geschafft haben?
Etwas pessimistisch glaube ich nämlich, dass diese Liste leider eher kurz ausfallen dürfte. Es würde mich aber definitiv total interessieren!
Ein Gamechanger für Wasserstoff. Es ist der Wahnsinn.. in den letzten Wochen gibt es nur noch Videos zu Durchbrüchen. Hoffnung am Horizont
Es kommen real noch thermodynamische Verluste hinzu. Die 98% beziehen sich nur auf den Teil, auf den man in der Elektrolyseurentwicklung überhaupt einen Einfluss hat.
Man nimmt also statt des Heizwertes (33,3 kWh/kg) den nicht nutzbaren Brennwert (39,4 kWh/kg) als Basis und lässt die zum Erhitzen des Wassers auf 85°C notwendige Energie weg.
Die 98% bedeuten aber eben ausdrücklich nicht, dass man 98% der elektrischen Energie in Form von Wasserstoff wieder rausbekommt - siehe 40.4 kWh/kgH2 elektrischem Aufwand aus dem Paper.
H2 hat einen Heizwert von 33.3 kWh/kg. Was dann einem realen Wirkungsgrad von 82 % entspricht - für die Elektrolyse.
Ein sehr guter Wert - aber eben keine 98% ...
Verluste durch Kompression /verflüssigung /Lagerung /Transport, ... entstehen natürlich auch noch bis zur Nutzenergie.
Jacob ich bin sehr froh, dass es Dich und Deinen Kanal gibt. Auch wenn ich manchmal nur die Hälfte verstehe, sind Deine Themen doch immer sehr interessant 👍🏻 Und es ist sehr erfrischend, dass Du von den Forschenden sprichst und nicht von Forscher*Innen oder so'n Unfug. Mach nur weiter so, echt Spitze 😉
Eigentlich heißt es ja schlicht "Forscher"...
@@Amen_ Richtig!
Bei 2:45 OH+ Ionen? Ein kleiner Versprecher kann mal vorkommen. Dafür sind deine Videos sonst immer sehr gut und informativ. Ich schaue dich schon lange und freue mich jedes Mal auf ein neues Video. Nicht desto trotz sollte da vielleicht eins deiner kleinen Sternchen hin wie sonst wenn du dich verspricht. Was wie gesagt echt nicht schlimm ist
Hab ich mir auch gedacht... Sind entweder H3O+ oder H+
Danke für diesen Kommentar, möchte mich gern anschließen. Kleiner Fehler, für den ein jeder MINT-Erstsemester auf den Scheiterhaufen schicken möchte, der aber ins besondere in der gewohnt hochwertigen Quali des Videos nicht ins Gewicht fällt. Weiter so!
@@cthulhufhtagn1411 ja 1. Semester Chemie😂
Sorry fürs Klugscheißen aber H2 und O2 sind molekular, nicht Elementar m)
*Ein kleiner Tropfen.*
Wie jeder sicher weiß, müssen einzelne Wirkungsgrade miteinander multipliziert werden um den Gesamtwirkungsgrad zu berechnen.
Der Gesamtwirkungsgrad von Power2Gas und zurück zu Power ergibt sich im besten Fall bei einem klassischen System gemäß meinen Recherchen für die Einzelwirkungsgrade und das, was im Video angegeben wurde, aus:
83 % Elektrolyse * 60 % Gas Komprimierung * 60 % Stromgewinnung = 0,83 * 0,6 * 0,6 = 0,2988 => 30 %
Mit obigem Elektrolyseverfahren ändert sich das damit zu:
98 % Elektrolyse * 60 % Gas Komprimierung * 60 % Stromgewinnung = 0,98 * 0,6 * 0,6 = 0,3528 => 35 %
Oder anders gesagt, um 1kWh Strom zu bekommen, muss man mit dem alten System 3,33 KWh reinstecken und
mit dem neuen System wären es 2,86 kWh.
Wenn man den Strom in Deutschland zum Industriepreis für Gewerbetreibende von derzeit 0,247 Euro/kWh
als Power2Gas Betreiber einkaufen muss, dann ergeben sich für diese 1 kWh Strom auf Abruf somit bei der klassischen Variante Einkaufskosten von:
3,33 kWh *0,247 Euro/kWh = 0,823 Euro/kWh
und bei dem neuen System:
2,86 kWh * 0,247 Euro/kWh = 0,71 Euro/kWh.
Geht man nun davon aus, dass für die Power2Gas Anlage noch Revinvestitionskosten, Wartungskosten, Löhne, ein Gewinn usw. anfallen und setzt das für beide Techniken bei 17 Cent/kWh an, dann kostet der Strom aus Power2Gas für den Endkunden somit:
alte Technik: 0,823 Euro/kWh + 17 Cent/kWh = 99,3 Cent/kWh
neue Technik: 0,71 Euro/kWh + 17 Cent/kWh = 87,6 Cent/kWh
Wenn man als Verbraucher somit *nur 90 Cent anstatt 1 Euro für die kWh Strom zahlen* muss, dann ist das natürlich schon ein kleiner Fortschritt, aber zu günstigem Strom führt es leider noch lange nicht. Und das ist das Problem an der Power2Gas Technik.
Meine Gedanken dazu, aber mit Vorsicht genießen. Bin gar nicht vom Fach und riskiere gerade Stuss zu schreiben ;)
Wenn man den Strom "selber" herstellt könnte man deutlich günstiger kommen, oder?
z.b. man kombiniert das System mit einer Windkraftanlage. Diese hat Stromgestehungskosten von ca. 4-8ct onshore und ca. 8-13ct offshore (je nach Standort etc.)...
So würde man schon deutlich unter deinen Preisen landen. Oder mache ich hier einen Denkfehler?
Ich stelle es mir so vor, dass verschiedene erneuerbare Energiequellen, dann wenn sie nichts ins Netz einspeisen können, alternativ H2 herstellen.
offene Fragen für mich wären hier:
1. Wie kommt die Intelligenz zu den Windrädern (oder Solarmodulen etc.), was wann benötigt wird... - sicher lösbar
2. Speicher + Transport des H2 wohin es letzlich eingesetzt werden soll (Tankstellen usw.)
@@jonass.4155 Private Wasserstoffspeicheranlagen mit Brennstoffzelle kosten ca. 100000 € in der Anschaffung. Das ist meiner Meinung nach für die meisten viel zu teuer. Insofern lohnen sich nur große industrielle Power2Gas Anlagen von den Investitionskosten her.
Und was den eingekauften Strom betrifft, so gilt hier, dass für die Investoren, die in Windkraftanlagen investieren, sich die Investitionen auch rechnen müssen, daher muss dieser Strom immer einen Preis haben, da damit ja die Anlagen abbezahlt werden und wird daher kein Überschuss sein, denn wenn er das wäre und es kein Geld für den erzeugten Strom als Gegenleistung gäbe, dann würde niemand in die Windkraftanlagen investieren und der Ausbau würde somit stagnieren. Überschussstrom gibt es ökonomisch betrachtet also nicht und damit ist man dann wieder bei den obigen Kosten.
Deine Rechnung entspricht nicht dem, wofür das Ganze gedacht ist. Warum sollte man permanent sinnlos Strom in Wasserstoff umwandeln, um ihn dann später wieder zurückzuwandeln? Power2Gas ist eine Speichetechnologie, damit würdest Du die Spitzen abfangen. Da kriegst Du den Strom sehr viel günstiger bzw. sogar umsonst. Der Faktor 3 Verlust ist natürlich nicht so geil, wenn die Alternative darin besteht, den Strom einfach gar nicht zu benutzen (abgeschaltete Windräder,....) dann kann das schon sinnvoll sein. Außerdem kann das erzeugte Gas ja auch anderweitig verwendet werden, z.B. direkt zum Heizen.
@@auriocus Die Rechnung ist vollkommen korrekt. Wie kommst du eigentlich auf die Schnappsidee, dass da etwas von einer kontinuierlichen Umwandlung in Gas und Entnahme und Zurückwandlung in Strom stehen würde?
Und es geht bei Power2Gas keineswegs um die Spitzen, sondern um einen Saisonspeicher für den Winter und Dunkelflauten, wenn PV und Wind fast nichts liefern. Informiere dich dazu mal auch über den Wintersturm 1978/79.
Und dann hast du noch einen weiteren Denkfehler in deinem Kommentar. Überschussstrom ist in den Mengen nicht umsonst, weil bei zu großem Überschuss, den keiner braucht, keiner in neue Erzeugeranlagen investiert. Das muss sich für den PV und Windkraftanlagenbetreiber also rechnen, also kriegt der garantierte Abnahmepreise und erst dann hast du genug Strom um damit genug Gas für den Winter herzustellen. Ohne Geld erfolgt kein weiterer Ausbau.
Und dieses Gas bzw. der Strom, der dann daraus erzeugt wird, wird obigen Preis haben. Das einzige was du da also noch machen kannst ist eine Mischkalkulation mit im Sommer direkt erzeugten, aber das sagte ich, wenn ich mich nicht irre bereits. Es ändert aber absolut gar nichts daran, dass dieser Power2Gas Strom die Strompreise gehörig nach oben treiben wird.
Das wird gehörig teurer, als die derzeitige Bereitschaftshaltung von Kohlestrom, wie man es derzeit macht, um die kalten Jahreszeiten abzudecken.
Vom Primärenergiebedarf liefern die Windenergie und PV Energie zusammen nur lächerliche 5,2 %. Für diese 5,2 % hat man Milliarden ausgegeben und 30 Jahre Ausbauzeit gebraucht. Bis du also auch nur ans Heizen aus Power2Gas Gas denken kannst, vergehen noch über 100 Jahre. Die ganze Energiewende, wie sie derzeit geplant ist, ist daher sowieso einen Haufen Blödsinn. Wollte man die Klimaziele bis 2040 erreichen, dann müsste man jetzt damit beginnen etwa 100 Kernreaktoren zu bauen, denn der Primärenergiebedarf Deutschlands beträgt 3550 TWh und der lässt sich auch nicht so schnell drücken, weil die Kosten dafür viel zu hoch sind und sich das keiner leisten kann.
Die Kernenergie ist also die einzige realistische Lösung die Klimaziele bis 2040 zu erreichen, aber dafür braucht man intelligentere Parteien und Wähler die das raffen und keine mathefernen Ideologen die nur nach Wünsch dir was Träume haben.
00:50 1kgH
"Fast-Aber" 😄👌
Fast-Aber wirklich genial haha
Dieses Video scheint eine Ausnahme zu sein... ;-)
Leider ist das große Aber immer wieder der Markt, und der fehlende politische Wille, neue Techniken zu fördern.
Stellt euch nur mal utopisch genommen vor, die ganzen Politiker hätten NUR ihre Millonen OHNE Extrazuschüsse für ihre 3-Tonnen-Suvs, und diese Extras kämen in die grüne Forschung.
Aber solche Armut kann man den ach so armen Scheuers & Co. doch nicht zumuten! Oder?
Vielen Dank für die Info! Wenn diese Technologie im industriellen Standard nutzbar würde, wäre Wasserstoff endlich auch außerhalb des Wolkenkuckuksheims DIE Alternative nach der wir alle suchen. Das in Kombination mit den Zellen von Sunhydrogen könnte unsere Energieprobleme ein für alle mal lösen. You made my day!
Seit wann kann ein sekundärer Energieträger Energieprobleme lösen?
Die Lösung ist ausreichend EE-Strom, aber die riesige Anzahl notwendiger WKA und PVA benennen die H2-Lobbyisten im "Wolkenkuckuksheim" lieber gar nicht erst.
Physik und Chemie lassen sich aber nicht betrügen
@@joegoog Kann er vermutlich erst einmal nicht. Er kann aber als Speicher und Transportmedium dienen. Durch einen hohen Wirkungsgrad bei der H2-Synthese kann sogar über weitere Synthese-Schritte (z.B. zu CH4) nachgedacht werden. Die Primärenergie durch PV muss dann in sonnenreicheren Gegenden passieren. Das hat weniger was mit Physik und Chemie, als mit Mathematik zu tun. Die Umwandlung von Energie in ihre unterschiedenlichen Formen (Physik/Chemie) ist ja nicht das eigentliche Problem; es sind die Verluste bei der Wandlung.
Wenn ein 1kg Wasserstoff, welcher 33kWh enthält, mit 40kWh elektrischer Energie hergestellt werden kann, dann wurde der Wirkungsgrad doch bei 33/40=0,825 -> 82,5% liegen, oder?
Und wenn man mit 1KG Wasserstoff im Auto ca 100km weit fährt... während ein Batterie-Elektrisches Auto ca 15Kwh benötigt für die gleiche strecke erschließt sich mir ebenfalls der Wirkungsgrad nicht :.... könnte aber auch daran liegen, dass Jakob ein Wasserstoff auto fährt ;) ...ein schelm wer da böses denkt :D :D :D
Ja, richtig. Die Diskrepanz liegt in der Nicht-Unterscheidung zwischen Heizwert und Brennwert. Das wird leider fast nie mit angegeben was der Schönrechnerei Tür und Tor öffnet. (unter anderem)
@@captainahab9265 Inwiefern kommst du jetzt aufs Auto? Wie möchtest du mit deinem Elektrofahrzeug in der Stahlindustrie Wasserstoff zur Verfügung stellen, damit diese von der Kohle wegkommt?
Oben drauf schmeißt du auch noch mehrere Sachen zusammen, nämlich die elektrische Erzeugung von Wasserstoff und den Wirkungsgrad einer Brennstoffzelle, woher auch deine Differenz von 15kWh zu 40 kWh (die Sinnhaftigkeit des Vergleichs mit den genannten Zahlen sei mal dahingestellt) kommt.
Dabei müsstest du das Thema schon noch etwas differenziert betrachten, nämlich zum einen mit dem Aspekt, dass der Wasserstoff gar nicht zur Rückverstromung gedacht ist und zum anderen den Punkt, dass eine stillstehende Stromerzeugungsanlage einen Wirkungsgrad von 0 hat.
Sprich wenn mangels Speicherkapazität die Stromerzeugungsanlage mit der dein batterieelektrisch betriebenes Fahrzeug mit Strom versorgt wird, still steht, dann wandelt diese Anlage die zur Verfügung stehende Energieform gar nicht um, während es bei der Speicheroption per Wasserstoff immerhin noch 80 bis 98% (sofern das hier in Serie gehen sollte) bei der Erzeugung sind und selbst bei der Rückverstromung noch ein Gesamtwirkungsgrad von wenigstens 40% bleibt.
Nach meinem Verständnis sind 40% Wirkungsgrad mehr als 0% aber ich lasse mich da auch gerne aufklären.
@@fwebe2871
Die 98% beziehen sich übrigens auf den Brennwert und nicht den Heizwert von Wasserstoff.
In Brennstoffzellen wird immer mit dem Heizwert gerechnet.
Sieht so aus als ob die sich 20% der Verluste gegenseitig zuschieben wollen.
Und die 98% ignorieren ca 2% Verluste durch das vorherige Aufheizen des Wasserstoffs und zusätzliche Verluste durch das destillieren/entsalzen.
Aber sonst hast du recht, dass 40% (und selbst 20%) mehr als 0 sind.
@@captainahab9265 Wei das herstellen auch nur ein Teil des Gesamtwirkungsgrade ist. Für die abschließende Wirtschaftlichkeit muss aber der ganze Weg gerechnet werden, das wird aber gerne bei allen drei Fraktionen "vergessen"
Naja man muss aber auch den Gesamtwirkungsgrad betrachten. Wassergewinnung, Filterung, Kompressoren und Kühlung für den Wasserstoff für die Speicherung. Damit will ich nicht sagen das es Schwachsinn ist, sondern das es erst in einigen Jahren für saisonale Energiespeicherung Sinn macht. Ersteinmal muss die Kurzzeitspeicherung mit Batterien dezentral realisiert werden. Wenn dann erneuerbare Energie über ist, lohnt es sich für flauten Wasserstoff zu speichern.
Lieber Jacob, ein schönes Video hast du da gemacht. Ich bin selber Batteriechemiker und mag auch deinen sauberen Vortragsstil. Ich möchte dich nur auf zwei kleine Fehler innerhalb deines Videos Hinweisen. Zunächst die Regel Kathode = negativ, also Nekativ" ist falsch. Bei Batterien im "Discharge" ist die Kathode positiv. Ein besserer Satz an "Eselsbrücken" zur Beschreibung der elektrochemischen Komponenten wäre daher besser: Es wird immer an der Anode Oxidiert, das "A" und "O". Außerdem Der negative Pol ist immer der, mit der Halbzelle mit dem kleineren Halbzellenpotential. Z.B.: Cu/Cu2+ EMK = +0,34V Zn/Zn2+ EMK = -0.76V Zn/Zn2+ hat das kleinere Halbzellenpotential, daher immer der Minuspol.
Noch eine Kleinigkeit: Es gibt keine OH+ Ionen ;-)
Ansosnten weiter so, und vielen Dank für die Beiträge.
Super erklärt. Aber funktioniert wahrscheinlich nur mit 100 % reinem Wasser, Kalk- , Öl- , usw. -freiem Wasser. Sonst sind die teuren "Kapillarröhrchen " verstopft.
Bitte bei Wirkungsgraden immer angeben ob man sich auf hhv oder lhv bezieht, das variiert nämlich. Die Technik von hysata bezieht sich nämlich auf den hhv, womit das ganze im Vergleich zur europäischen Referenz lhv ziemlich aufgeblasen wirkt. Deutsche Solid Oxid elektolyseure schaffen das nämlich auch!
Uuuuuund. Der hype ist weg? :D
@@mugnuz nicht unbedingt, die Solid Oxid Technologie schafft das nur bei ~800 °C, was andere Probleme mit sich bringt. So einen Wirkungsgrad bei Raumtemperatur zu erzeugen ist wirklich nicht schlecht!
@@gregorzesch5704 Raumtemperatur ist etwas übertrieben bei 85 °C, aber das ist natürlich schon ein gewaltiger Unterschied. Ähnlich wie bei "Hochtemperatur"-Halbleitern macht es viel aus, ob ich 50 Grad oder mehr als das zehnfache davon an Spanne habe, die ich nicht nur erhalten muss, sondern die mein Gerät auch dauerhaft ertragen können muss.
Super Technologie, bleibt bitte dran und lässt uns wissen ob das Verfahren erfolgreich eingesetzt wird
Danke für deinen geilen Content, ich feier deine Videos jedes mal. Immer spannend und informativ. Bitte weiter so.!!!
Fand den Beitrag gut & einfach erklärt...! Ich werd dann mal der 500.000 Abonnent...
Da bekommt man ja Hoffnung, dass das mit dem bewältigen der Klimakrise doch noch funktioniert
Was hat das damit zu tun? Nur wegen einer einzelnen Technologie die noch nicht einmal irgendwo eingesetzt wird - also mind. 10 Jahre braucht ums sie überhaupt Marktfähig zu machen wird keine Klimakrise bewältigt. Da g'hört sehr viel mehr dazu.
Ja.
Funfact die Regierung will gerade für die Bundeswehr 40% von Deutschland mit einem Windradverbot versehen.
@@wolfgangpreier9160 Deshalb habe ich ja auch lediglich von Hoffnung gesprochen. Forschung ist der erste Schritt, jetzt muss man die Ergebnisse aber auch anwenden.
@@Techtastisch Ich hoffe nicht ich tu. Seit 2019 bin ich überall in Firma, Familie, Haus fossilfrei. Was ich machen kann mache ich. Wenn das jeder machen würde hätten wir keine Energiekrise.
@@wolfgangpreier9160 Das ist gut für sie nur kann sich das nicht jeder leisten.
Was allerdings immer geht ist Energie sparen, ja ich weiss ist zur zeit wieder gross in Mode. Aber das sollte mann eigentlich schon aus Eigennutz immer machen. Kleinvieh macht auch Mist. Kleiner Beitrag Handy oder Tablett mit Solar laden das kann mann/frau auch in der Mietwohnung machen. Ist jetzt nicht der grosse Wurf aber ein kleiner Anfang.
Don't forget AEM
Hallo,
tolles, informatives Video!
Eine Ergänzung hätte ich. Neben den Verfahren Alkaline und PEM sollte noch der AEM (Anion Exchange Membrane) Elektrolyseur genannt werden. Aktuell erzielt man einen primären Wirkungsgrad von 62%, man benötigt also 53,4 kWh für die Erzeugung von 1kg H2 (unterer Brennw. 33,33kWh/kg). Das sit zwar schlechter als die hier vorgestellte Methode, dafür sind diese Elektrolysatoren aber bereits jetzt im industriellen Stil einsetzbar. Vorteil gegenüber PEM ist, daß man keine teuren Elektrodenmaterialien benötigt.
Bitte bei diesen Themen immer mit angeben ob sich der Wirkungsgrad auf den Heizwert oder Brennwert von Wasserstoff bezieht. Elektrolyseure beziehen den Wirkungsgrad meistens auf den Brennwert. Bei den Brennstoffzellen wird der Wirkungsgrad meistens auf den Heizwert bezogen. Dadurch können sehr hohe Berechnungsfehler entstehen wenn man die Wirtschaftlichkeit der Strom-Wasserstoff-Strom-Kette analysiert.
Ist das bei Wasserstoff Brennstoffzellen relevant? Wenn die Energie in Form der Wärme nicht nach außen transportiert wird, ist die Unterscheidung hinfällig. Wie bei Brennwertheizungen. Ich kann mir nicht vorstellen, dass man die 10-20% Energie verschwendet, wenn es um ein so ausgereiftes System geht.
@@juliane__ natürlich wird die Abwärme aus dem System herausgeleitet. Andernfalls würde das System überhitzen und sich selbst zerstören ... unweigerlich. Ob man die Abwärme sekundär nutzen kann ist eine andere Frage und für den Wirkungsgrad des Primersystems irrelevant.
Ist nur die Produktion von Strom in Wasserstoff bei 98 Prozent. Wenn du wieder verstromst verlierst du natürlich Energie. Jedoch verlierst du genau soviel wenn du fossile zu Strom umwandelst. Mit einer Brennstoffzelle ist das ganze mit Wasserstoff sehr effizient und günstig
@@sierraecho884 Habe ich in einem Satz von mobilität geredet ? Fossile Energieträger zu nehmen ist billiger aber nur auf dem Papier. Wenn man die umweltschäden mit eingerechnet langfristig teurer. Klar sollte man nur aus überschüssigem Strom in Produktionspitzen Wasserstoff herstellen und dann rückverstromen wenn die erneuerbaren mal wenig liefern.
@@sierraecho884 bin nicht vom Fach kenne die Unterschiede da nicht aber würde es als Langzeit Speicher nehmen also so wie man aktuell Große gasspeicher nutzt für Wintermonate oder wenn mal über paar Wochen weniger erneuerbare reinkommen um fas stromnetz stabil zu halten. Man braucht halt dafür das 10 fache an erneuerbaren um dann komplett von fossilen wegzukommen . Der Plan der Regierung geht auch in diese Richtung. Der Wasserstoff kommt dann in diese Kavernen .
Eine Effizienzsteigerung von 83% auf 98% bei nur einem Schritt in der gesamten aufwändigen Kette ist kein Durchbruch. Und wenn ich die Kommentare zum Thema Brenn- und Heizwert richtig verstanden habe, sind die 98% ein bisschen schön gerechnet.
3:25 Warum sind die hohen Drücke ein Vorteil?
Ist es nicht teuer und aufwendig, solche Drücke aufzubauen?
Sagt er doch quasi direkt danach. Strom bzw. Energiedichte. Mit Druck lässt sich vieles verdichten. Problem dabei sind meist eher die entstehende Hitze, was hier aber sicherlich im Prozess heruntergekühlt wird.
Klassisch elektrochemisch wird die Kathode als die Elektrode definiert, an der die Reduktion stattfindet. Das ist im Fall der Elektrolyse tatsächlich die negative Elektrode. Im Falle einer galvanischen Zelle (also zb wenn eine Autobatterie entladen wird) ist es allerdings genau andersrum. Da ist die Kathode der Pluspol, da der Reduktionsprozess Elektronen verbraucht, was zu einem Elektronenmangel und daher zu einem positiven Potential führt.
Also:
Kathode: Reduktion
Anode: Oxidation
Nekativ ? Cooler Tipp
Hallo Welt! BIOETHANOL!!! DA IST DER WIRKUNGSGRAD JETZT SCHON GUT...!!!!
Hab wieder was gelernt und bin sehr optimistisch gestimmt, dass mit dieser Technologie tatsächlich eine Menge bestehender Hürden beim Thema Wasserstoff überwunden werden können! Danke für den Beitrag 😉
Klar geht die Entwicklung weiter.
Aber Physik und Chemie lassen sich nicht betrügen.
Es kommen real noch thermodynamische Verluste hinzu. Die 98% beziehen sich nur auf den Teil, auf den man in der Elektrolyseurentwicklung überhaupt einen Einfluss hat.
Man nimmt also statt des Heizwertes (33,3 kWh/kg) den nicht nutzbaren Brennwert (39,4 kWh/kg) als Basis und lässt die zum Erhitzen des Wassers auf 85°C notwendige Energie weg.
Die 98% bedeuten aber eben ausdrücklich nicht, dass man 98% der elektrischen Energie in Form von Wasserstoff wieder rausbekommt - siehe 40.4 kWh/kgH2 elektrischem Aufwand aus dem Paper:
"By contrast, the alkaline CFE cell required only 1.506 V at 0.5 A cm−2, which represents a cell energy efficiency of 98% (HHV) with consumption of only 40.4 kWh kg−1 H2, or 3.64 kWh Nm−3 H2."
Übersetzung:
"Im Gegensatz dazu benötigte die alkalische CFE-Zelle nur 1,506 V bei 0,5 A cm-2, was einer Zellenergieeffizienz von 98 % (HHV) bei einem Verbrauch von nur 40,4 kWh kg-1 H2 oder 3,64 kWh Nm-3 H2 entspricht."
H2 hat einen Heizwert von 33.3 kWh/kg. Was dann einem realen Wirkungsgrad von 82 % entspricht. Sehr gut - aber eben keine reißerischen 98% ...
Welche Hürden soll das überwinden? Erklär mal…
Ja das mit den material kosten oder den Herstellungsverfahren ist immer Sone Sache, dadurch sind schon viele gute Ideen unter gegangen. Aber sehr interessant.
Australien hat auch noch ein großes Potential für Solar und Windenergie.
Ich würde das ganze Outback mit Anlagen nutzen und dann den Wasserstoff in die Welt bringen.
Hoffentlich dann besser, als die Nah-Ost-Unrechtsstaaten.
Und wo sollen die die nötigen Mengen hochreines Wasser her nehmen? Und wie und wohin und durch wen soll der Wasserstoff dann gespeichert, gereinigt, transportiert und gespeichert werden? Ihr braucht alleine in Deutschland viele Millionen Tonnen jedes Jahr.
@@wolfgangpreier9160 Meerwasserentsalzung.
Australien plant gerade eine Wasserstoff Pipeline bis nach Singapur.
@@neox2795 FF - Viel Vergnügen. 😂🤣
Rechne mal aus was das kostet, wer das investieren soll und warum es billiger ist die Stromleitung nach Singapur zu nutzen die gerade gebaut wird. Oder vielleicht einmal gebaut werden wird. So genau ist das offensichtlich noch nicht bekannt.
Rechne bitte mal aus was eine 4200km lange Wasserstoff Pipeline kostet. Ach das kannst Du nicht? Weil es so was gar nicht gibt? Nirgends auf der Welt. Warum wohl?
Oder machen wir die Rechnung mit Tankschiffen. Es gibt derzeit EINEN H2 Tanker der zwischen Australien und Japan fährt. Die AAPowerlink ist auf 3.2 GW ausgelegt. Das wären übers Jahr 28 TWh. In H2 sind das komprimiert 4,8MJ/l oder 1,3kWh/l. Das wären damit 21 Milliarden Liter oder 21 Millionen m³ pro Jahr. Vom zusätzlichen Energieaufwand für die Produktion und Aufbereitung red ich gar nicht.
Das sind mit dem einzigen Tanker der existiert - der hat 1250 m² Fassung 17250 Fahrten pro Jahr oder 47 pro Tag. Sagen wir zum laden und entladen braucht man 8 Stunden und 1/3 ist immer im Trockendock.
Für die 2267 Seemeilen zwischen Darwin und Singapur braucht man 12 Schiffe und je 16 fürs Be- und Entladen. Plus 10% für den Eigenverbrauch + 30% für Ausfälle und Neubauten Macht insgesamt 40 Schiffe zu je - sagen wir einmal - 500 Millionen (lt. diversen Berichten keine Ahnung ob das stimmt, kommt mir zu viel vor). Macht 20 Milliarden alle 10 Jahre. Länger halten die Schiffe nicht.
Dazu die Infrastruktur auf beiden Seiten für die Vergasung und Verstromung macht noch einmal je ca. 5 Milliarden.
Ohne Personalkosten etc.
Die Stromleitung soll 22 Milliarden kosten. Und die ist wartungsfrei.
Deine Entscheidung?
Übrigens: Die Nord Stream Pipeline die in der Ostsee auf 1224 km verläuft hat 7,4 Milliarden gekostet. In einfacheren Gefilden. Sagen wir die 4200km Pipeline zwischen Australien und Singapur würde für Erdgas 25 Milliarden kosten. Die Kosten für H2 Pipelines wären das mehrfache weil ganz andere seltenere und damit weit teurere Materialien verwendet werden müssen. Auch die Konstruktionsfirma und Verlegeschiffe musst da noch dazu rechnen. So was kann man nicht bei OBI kaufen.
@@wolfgangpreier9160 Sie haben Recht. Es ist keine Pipeline sondern die HGÜ (Was über diese Länge auch ziemlich beeidruckend ist). Ich habe das mit einem anderen Projekt verwechselt.
Es freut mich auch sehr das ich von Ihnen mal eine Rechnung sehe 👍 - auch wenn die Annahmen etwas "abenteuerlich" sind.
sehr interressant
Wenn das technisch umsetzbar ist, ist das wirklich ein Umbruch.
Ich habe noch ein paar Fragen:
Wie werden die 85°C erreicht?
Ist die Heizmethode in den 98% eingerechnet?
(eher weniger relevant, aber interessant) Wieviel Energie benötigt das beheizen?
"Measurements at 80 °C or 85 °C were performed upon
temperature equilibration after placing the capillary-fed cell into an oven at that
temperature."🙈
Ich vermute mal, dass dadurch die "95% Wirkungsgrad im ganzen System" zusatande kommen (siehe 9:13)
Für ein Kilo Wasserstoff brauchst du 9 Liter Wasser.
Wenn wir von 20==>85°C ausgehen, bräuchte man 0,68kWh Energie zum Erwärmen pro Kilo H2. Spielt also kaum eine Rolle
@@wernerderchamp Leider ist die Wasserelektrolyse eine endotherme Reaktion...Dieser Aspekt wird mit der thermoneutralen Spannung von 1,48V dargestellt. Darum verwendet man bei der Bestimmung der Effizienz auch normalerweise die Spannung von 1,229V als Referenz. Alles andere ist schmu...
In Australien wären Solarspiegel denkbar die das Sonnenlicht drauf bündeln, dann bekommt man 85°C ganz schnell zusammen.
Ein wichtiger Aspekt wird in diesen Video nicht richtig beleuchtet, weshalb das gesamte Video irreführend ist: die thermodynamisch maximal mögliche Effizienz der Wasserelektrolyse. Diese beträgt unter Standardbedingungen 83% (diese Zahl wird in dem Video btw. falsch verwendet). Der Grund dafür ist die Entropieänderung bei der Reaktion H2O -> H2 + O2.
Es ist ja schon sehr fortschritlich 98% Energieeffizienz bei der Produktion von H2 zu haben, jedoch ist die thermodynamische Limitierung dieser Reaktion etwas was H2 als Energiespeicher unattraktiv macht.
Da fehlt doch noch das Aber! Durch die Kapilaren kann nur reines H²O aufsteigen und somit kein günstig verfügbares normales Wasser aus der Umwelt.
Es wird somit der Energieverbrauch für die Produktion von destilliertem Wasser unterschlagen.
OT: Kommt demnächst eine Vorstellung der Schwefelakkus?
Vorsicht bei Themen wie "Wasserstoff" und "Batterie-Zell-Chemie bzw. Technologie" ...die beiden Themen werden von Jacob leider sehr unterschiedlich betrachtet. Könnte aber an seinem noch vor kurzem gefahrenem Wasserstoff- Auto liegen ;D
Weißt du, was da mit der Kalilauge passiert? Die zieht es ja auch nach oben.
Destillieren wäre nicht so schlimm, zum Erwärmen 20==>100°C wäre man bei 0,84kWh/kg H2 (9 Liter). Die Verdampfungswärme könnte man sich wieder zurückholen, wenn man den Dampf mit dem zu erwärmendem Wasser kühlt.
Hallo Jacob, danke für deine Beiträge. Du bist mein Held und ich schaue mir deine Videos sehr gerne an. Frage zu deinem Video. Wasserstoff hat, meines Wissen nach, eine Energiedichte von 33,3 KWh/Kg. Wenn du 40 KWh für die Erzeugung von 1KG Wasserstoff (33,3KWh) benötigst, wi ekommt man da auf 95%? Ich komme nur auf 83%. Vielleicht kannst du hierzu etwas kurz ergänzen. Danke dir viele Grüße und weiter so! André
Schön wenn mal jemand nachrechnet. 83% Wirkungsgrad sind heute schon erreichbar, 98% wären ein Traum.
98% schaffen Turbogeneratoren in Kraftwerken und auch Großtransformatoren , ebenfalls in Kraftwerken oder Umspannwerken. 98% bei der Elektrolyse glaub ich nicht ganz dran.
genial! danke für eure ständige informations-flut, da steigt meine laune auch, und man kann entspannter in die zukunft blicken!
Warum?
Wie lange "halten" die Kapillare bis man sie tauschen muss?
Ich kann mir vorstellen, dass sich da recht schnell die Stoffe ablagern (Kalk, Salz etc.) wenn man kein perfekt reines, destilliertes Wasser benutzt. Und wenn man jedes mal destilliertes Wasser benutzen muss, dann ist das ja auch nochmal deutlich ineffizienter als wenn man irgendwelches Wasser aus Gewässern nimmt.
Hey sehr informatives Video, mich hätte nur noch interessiert wie diese Kapilare hergestellt werden und wie aufwendig/teuer das ist. Ansonsten wie immer toles Video.
Hatte letztens das Thema mit meinem ehemaligen Physikalische Chemie Professor und der sagte ganz klar, dass wir uns was für die Wasserstoffproduktion einfallen lassen müssen. Hierbei spielte er auf das Haber- Boschverfahren an, wobei ja Unmengen an Wasserstoff benötigt werden.
Gerade deinen Channel entdeckt!
Super interessanter Content, weiter so!
Sehr gutes Video von dir. Wann wird die Autoindustrie endlich auf Wasserstoff umsteigen. Schon vor 20 Jahren war denen klar das dies die Zukunft ist. Habe ein Abo und ein Like dagelassen. 😉👍
Die Autoindustrie wird nie auf Wasserstoff umsteigen, weil mobile Anwendung von H2 ein totes Pferd ist (grottenschlechte volumetrische Energiedichte).
Physik und Chemie lassen sich nicht betrügen.
Danke
Vermeide bitte das Wort „billig“, Du meintest vermutlich günstig.
Ganz altes Thema aber immer noch aktuell in der deutschen Sprache.
Es würde mich freuen, wenn diese Technologie erfolgreich ist, es hilft aber im Moment wenig wenn sie noch so vielversprechend ist: Wichtig wäre, wenn sie die Versprechen auch hält. Damit z.B. die feinen Kapillaren nicht verstopfen, muss das genutzte Wasser mit Sicherheit ausgesprochen rein sein. Es muss also höchst wahrscheinlich mindestens DIW- Qualität haben. Die Herstellung solchen Wassers benötigt einiges an Energie und bei der Angabe von 98% Wirkungsgrad wurde diese sicher nicht berücksichtigt, und auch bei den 95% Systemwirkungsgrad dürfte dazu noch kein Platz sein. Man kann aber trotzdem mal sehr gespannt sein.
Stahlindustrie ist besser mit direkter Elektrolyse statt dem Umweg über Wasserstoff. Zum Energiespeichern ist Wasserstoff sehr ungeeignet, benötigt als komprimiertes Gas 3,2 mal mehr Volumen für dieselbe Energiemenge als Methan.
Gut erklärt. Leider ist Wasserstoff nur ein Speichermedium für Energie. Wasserstoff H2 ist das kleinste Molekül und sehr schwer zu händeln. Wir brauchen für Wasserstoff eine komplett neue Infrastruktur des Leitungsnetzes denn unsere Gasleitungen sind sämtlich ungeeignet. Mit Wasserstoff Fahrzeuge zu betreiben ist auch problematisch. Man braucht wegen der extrem hohen Drücke, die man braucht um genügend Energie mitzunehmen, sehr schwere und dickwandige Tanks. Beim komprimieren wird zusätzlich Energie benötigt die dann in Wärme frei wird. So sinkt der Wirkungsgrad immer weiter. Die Energiekette ist sehr ineffizient und deshalb ist Wasserstoff nicht die Lösung der Energieprobleme und die Energiewende zum scheitern verurteilt.
Ich würde mir wünschen, ein Video von dir zu sehen über die Forschungen von Elektronensprünge nach peltier? Und ob es ein Verfahren ist mit Potenzial :)
Ich habe das Video komplett nochmal angeguckt nur um zu gucken, ob ich das große Aber nicht überhört habe😅😂
Supi-👍🏻 vielen Dank
Glaube ich erst wenn ich es in es in der echten Produktion sehe. Genauso weit weg wie die Wunderakkus die alle 4 Wochen vorgestellt werden.
Man muss da in der Tat etwas vorsichtig sein, manchmal ist das große ABER im Detail versteckt
Stimmt nicht, normale Elektrolyse hat nur einen Wirkungsgrad von 70% und ob das neue Verfahren tatsächlich im industriellen Maßstab wirtschaftlich funktioniert, ist nicht bewiesen.
Wir werden große Mengen an Wasserstoff brauchen, wenn wir kein Öl/Gas/Kohle mehr verbrennen wollen.
Wir brauchen halt einen Stoff, der Verfügbar ist, den man transportieren kann und der "überall" Einsetzbar ist, also wie beim Öl.
Stationäre Windkraftanlagen, Solarenergie und so weiter, helfen zwar den Haushalten, aber im Primär Energiesektor ist das eben zu Wenig (Stahlindustrie).
Das Liegt aber auch daran, das wir seit Jahrzehnten die Wirkungsgrade der Öfen immer weiter perfektioniert haben, das muss auch bei neuen Industrieöfen passieren (egal ob Lichtbogenöfen oder Wasserstofföfen).
Auf Baustellen, z.B. auf der Autobahn oder sowas, sind halt oft keine Stromleitungen, daher wird dort immer noch mit Stromgeneratoren auf Öl-Basis Strom erzeugt, da müssen dann eben Wasserstoff-Generatoren hin.
Alles in allem ein Schritt in die richtige Richtung, wenn auch etwas spät.
Vorteil das man Sauerstoff für die Wirtschaft als Nebenprodukt hat und Wasserstoff besser transportiert werden kann und auch keine Entsorgungsprobleme. Auch für dem kommerziellen Gebrauch zB im Haus gut da bei der rückgewinnung zu Strom auch Hitze zum heizen entsteht
So langsam bist du echt weg von dem (ehemaligen) Hype um Wasserstoffautos, hm? Da wär n Update zu deiner Einstellung interessant, aber so n öffentliches Eingeständnis ist vielleicht auch blöd.
Sehr gut erklärt😀 Hoffentlich wir das so schnell wie möglich umgesetzt. 😉
Tolles Video
Jaja, immer diese tollen Innovationen vom anderen Ende der Welt. Nach dem Intro hört man nix mehr von ihnen 😂😂🙈
Da haste pesch
Das könnte der game changer sein!!!
Schön, dass der Wirkungsgrad so hoch ist. Die Frage ist, wie teuer die "Anschaffung" dieser Technologie ist und ob es da nicht wieder irgendwelche Lobbyisten gibt, die die großflächige Nutzung blockieren, wie es ja beispielsweise auch bei alternativen Antriebsmethoden ist.
Klar, wir haben E-Autos, Wasserstoff bzw. Brennstoffzelle aber insbesondere da muss man mal schauen wie viele Wasserstoff Tankstellen es im Vergleich zu den fossilen Brennstoffen gibt.
Und mal ganz ehrlich, bei fossilen Brennstoffen hat man bei der Erzeugung bzw. dem Abbau und der Raffinerie keine auch nur annähernd so hohe Ausbeute.
Das Problem mit Wasserstofftankstellen ist, dass sie irrsinnig teuer sind, da man den Wasserstoff auf 700 bar komprimieren muss. Das kostet viel mehr als einfach Diesel aus einem Tank an die Oberfläche zu pumpen. Zumal die Zapfsäulen auch nur 4 Tankladungen die Stunde schaffen, sonst bräuchtest du noch größere Kompressoren.
Da muss ich glatt mal korrigieren.
Wenigstens beim Öl und beim Gas hat man am Ende grob einen Bereitstellungswirkungsgrad von 80-85%. Die Ausbeute ist also tatsächlich "annähernd" so hoch, jedoch sind Wärmekraftmaschinen, also der Großteil der Endverbraucher der fossilen Energieträger, im Wirkungsgrad auf ein theoretisches Maximum von 60% limitiert, sprich in der Realität wird man eher bei ~50% bestenfalls landen.
In der Stromerzeugung hingegen kann man von Bereitstellungswirkungsgraden über 50% nur träumen. Bis auf wenige Wasserkraftwerke, welche dafür andere Probleme mit sich bringen, liegen da sehr viele Anlagen eher unter 40%.
Der Unterschied ist dann natürlich, dass beim Endverbraucher der Nutzungswirkungsgrad höher ausfällt.
Ich wüsste mal gerne, woher das Märchen kommt, dass beim Abbau und der Raffination von Erdöl und -gas so viel Energie reingesteckt würde. Da stecken Unternehmen hinter, die damit Geld verdienen und welche das Endprodukt für
@@fwebe2871 Die Effizienz von Wärmekraftmaschinen liegt real idealerweise bei 50%, das ist bei Schiffsdieseln so, aber nicht bei Verbrennungsmotoren im Auto.
Kann man auch leicht überprüfen. Unter der Annahme, dass wir 15kWh Energie zur Fortbewegung an der Achse brauchen, wäre ein Verbrauch von 5 Litern Diesel/100km nur 29%.
Real sind es etwa 30% auf der Autobahn, aber nur 10% im Stadtverkehr, wo der Motor sehr ineffizient (zu wenig Last) läuft (und man viel Energie wegbremst).
Im Stromsektor sind Kohle und Öl (was in D aber irrelevant ist) in der Tat so in dem Bereich. Moderne GuD-Gaskraftwerke liegen allerdings bei 60% - mit Nutzung der Abwärme als Fernwärme sind sogar 80% drin
Auf jeden Fall wird H2 in Zukunft wichtig. Mit einem starkem voranschreiten des EE Ausbaus, wird es immer mehr und stärkere Stromüberschüsse geben. Diese Energie lässt sich wunderbar in H2 umwandeln.
Leider findet man in letzter Zeit immer mehr Fehler in den Videos. 1. Kapillareffekt: Zusammenspiel aus Adhäsions- UND Kohäsionskraft überwindet die SCHWERKRAFT. Und wäre die Bindungskraft zur Wand größer als die Bindungskräfte im Medium würde das Medium sich trennen. 2. Kapillaren in Pflanzen: Das kann nicht der Haupteffekt sein, da die Steighöhe meist sehr gering. Außerder würde der Effekt an der Säule ziehen. Das ginge maximal bis 10 m Höhe, aber Bäume werden höher.
Ein Problem bei der elektrolyse ist die Membran, welche aus fluorierten Polymeren besteht. Diese werden nach und nach und in der EU Verboten, da Krebserregend etc.....das Betrifft auch Nafion aus dem sogut wie alle Membranen hergestellt werden bei der Elektrolyse.
Ein OH+ Ion gibt es so nicht. War bestimmt ein Versprecher. Eigentlich gibt liegen hier auch keine freien Protonen (H+) sondern Hydronium-Ionen (H3O+) vor. 😉
Zu diesem Beitrag kann ich nur sagen, da habe ich nichts verstanden! Aber ich bin wohl nicht der Einzige der nichts versteht! Leider gab es in den letzten 50 Jahren so viele Weltneuheiten in Zusammenhang mit der Erzeugung von Wasserstoff, das man die Weltneuheiten wohl nicht mehr zählen kann! Ich kann nur sagen, die Versprechungen ähneln sich doch sehr aber keine Vorhersage hat sich bekanntermaßen eingestellt!
Also um das mal zusammen zu fassen: je besser das Wasser-Elektroden Oberflächenverhältnis ist, desto besser ist der Wirkungsgrad der Elektrolyse ?
Der einfache Verbraucher wird nicht viel mit Wasserstoff zu tun haben. Es werden eher die Produkte daraus gemacht werden, die wir verwenden. Heizen mit Methan/Ethan/Wasserstoff Gemisch, hydrolysierte Pflanzen als Diesel Ersatz (möglicherweise sogar als Rohöl Ersatz), Strom aus Wasserstoff betriebenen Generatoren usw.
5:00 Wenn das Wasser nach oben steigt, warum fliesst das Wasser dann nicht oben heraus? Oder anders gefragt: Wie bekommt man das Wasser dazu, dass es oben herausfliesst? Spülmittel, Loch, Strohhalm ....
Wie kommst du da eigentlich auf 98% Wirkungsgrad?
1kg H2 hat doch 33,3kWh Energiegehalt.
Wenn ich 40kWh reinstecke sind das ja am Ende dann 83% Wirkungsgrad im gesamten Prozess und nicht 98%, kannst du das erklären?
Gut das man auch hier noch weiterentwickelt aber sagt bitte den Menschen, dass Wasserstoff nie in der Heizung landen wird. H2 wird immer teurer als Strom bleiben und daher auf bestimmte Anwendungen beschränkt bleiben.
LOL Lacht wie H2 H2 H2? 😆 Das tickelt den Nerd in mir (und das obwohl ich Geisteswissenschaftler bin).
Großartig! das bringt H2 bestimmt weiter. 95% ist wahnsinn
Dies ist allerdings auf den Brennwert (39kWh) und nicht auf den Heizwert (33kWh) bezogen.
Trotzdem toll, aber schon irritierend wenn bei der Produktion 39kWh im Wasserstoff stecken und dann bei der Verstromung mit 33 gerechnet wird.
Findet Power-To-Gas in Deutschland eigentlich schon irgendwo in größerem Umfang statt?
Nö - es gibt schlicht keinen EE-Strom dafür.
Die direkte Verwendung des EE-Strom ist halt viel effizienter. Erst ab >80% EE-Strom im Netz prognostiziert man nutzbare Überschüsse.
@@joegoog auch nicht mittags?
@@martinjavinez9389 : "auch nicht mittags?"
Nein, derzeit auch nicht mittags.
Denn da ist i.d.R. auch eine Bedarfsspitze.
Kannst Du recht einfach selbst prüfen beim "Agorameter", der die Stromzusammensetzung nach Erzeugern anzeigt.
Kurzzeitige Abregelungen, weil bspw. ein Windrad wegen zu hoher Netzlast nicht Einspeisen darf, lassen sich (entgegen den Lobbybehauptungen) auch nicht nutzen. Denn dann müsste man an jeden "kritischen" Windpark einen Elektrolyseur bauen, der dann nur wenige Stunden /Tage im Jahr produzieren könnte. Die Kosten wären astronomisch, die Anlagen würden sich nie amortisieren.
Sinnvoller ist ein Ausbau der Netzinfrastruktur und Projekte wie "NordLink" - seit 2021 in Betrieb.
Natürlich wird /muss es weiter Pilotprojekte für PtG und PtL geben. Aber die Verheißungen von "in wenigen Jahren" und "preiswert und effizient" sind Lobbymärchen.
Genau so wie die 98% im Titel des Videos ein Märchen sind ...
Bitte denkt nicht, dass das ein Durchbruch für Wasserstoffbetriebene Fahrzeuge ist. Mit den 40 kWh fahre ich ca 350km. Ein Wasserstoffauto fährt mit 1kg Wasserstoff 100km.
Dennoch toller Fortschritt.
@Thilo es geht darum das für die Herstellung eines Kg Wasserstoff 40 kWh benötigt werden. Damit fahr ich 350km. Im Wasserstoff Auto sind 6kg mit dem es 600km kommt. Mit der Energie die dafür benötigt wird komme ich dann jedoch 2100km.
Wirklich verwendet wird doch FLÜSSIGER H2?
Wie sieht daher der Wirkungsgrad aus, wenn man die nötige Erwärmung auf 85°C UND die nötige Drucksteigerung für die Verflüssigung mit einrechnet?
Da sieht die Effizienz sicher gleich anders aus ...
Ganz zu schweigen für PKW samt Transportkette, Verluste im Motor etc. Man muss aufpassen, dass man hier kein falsches Gesamtbild entwickelt. Für PKW/LKW dürfte reiner e-Motor immer noch besser sein?
Wirkungsgrad bei einem Energiegehalt von 33,33 Kilowattstunden pro Kilogramm Wasserstoff und einem Energieverbrauch von 40 Kilowattstunden ist 83,3%, und nicht 98% . Dein ganzes Video ist leider für die Tonne setzen. Sechs. Neu machen. Der Wirkungsgrad konventioneller Systeme liegt um die 60% der angestrebte Wirkungsgrad bei 42 Kilowattstunden Energieverbrauch liegt um die 80.
Hier fehlen die sonst üblichen ABERs :
50-80 Grad - wieviel Energie muss dafür aufgewendet werden ?
Die zugeführte Wassermenge ist ja nicht null.
Und vorallem : wie sauber muss das Wasser sein ?
Ansonsten :
Tolle Erfindung !
Die 98% sind absolut Klickbait - die können sich nicht auf die Energieeffizienz des Prozesses beziehen. Allein dadurch dass der Prozess bei 1.5V läuft bedeutet ja, dass fast 0.3V (1.23V ist etwa die Gleichgewichtsspannung) Überspannung anfällt, damit geht direkt mal 20% der Energie flöten.
Außerdem gehst du null auf die Skalierbarkeit des Prozesses ein. Wirkungsgrad hin oder her, können wir damit denn wirklich die Mengen Wassertoff herstellen die wir bräuchten? Wie viel Platin ist denn in den Elektroden und wie Stabil und langlebig ist der Prozess?
Frage: Gibt es eine einfachere Methode als die Wärmepumpe um Wärme zu Gewinnen, wo Man mehr Energie heraus bekommt als was herein steckt ? Wärmepumpe ist Teuer und Umfangreich. Wie ist der Energiebilanz bei Induktionsheizung oder Microwellenheizung ?
Entscheidend für eine "Wasserstoff-Wirtschaft" ist auch die Dichtigkeit der Tanks.
Hast Du dazu aktuelle, zuverlässige Infos?
Mein - eventuell veralteter - Kenntnisstand: ein Wasserstofftank (760 bar) in einem Wasserstoffauto "leert" sich von selbst innerhalb einer Woche etwa zur Hälfte. Wenn man in Nordafrika usw. mit Photovoltaik Wasserstoff erzeugt und dann in Tankern nach Europa verschifft, müßten ca. 90% ankommen - sonst wird es lächerlich.
Die billigste alternativ produzierte KW stunde kostet ca. 1 Cent. Wenn ich 40 KW brauche für 1Kg Wasserstoff sind das 0,40€ pro Kg Wasserstoff ,natürlich ohne Abgaben und Steuern. Wieviel kostet das kg Wasserstoff ,produziert aus Erdgas ? An der Tankstelle kostet 1 kg Erdgas ca. 1€.
Trotzdem denke ich der Ansatz ist sehr gut und könnte auf Dauer das Erdgas ersetzen. Das beste dabei ist , wenn wir zuviel Strom haben aus alternativer Produktion , wäre das die Technik die wir brauchen.
Ich gehe mal davon aus das am Ende grünes Methan das Rennen macht (wofür man ja auch den Wasserstoff vorher braucht). Einfach weil es nicht so flüchtig ist und sich damit besser handhaben lässt und wir auch schon sämtliche effiziente Technologien von Motoren über Heizungen bis Verteilersystem und Speicher (Gasnetz) dafür haben. Und da z.B. russisches Erdgas fast nur Methan ist könnte man fließend zu dem grünen Methan übergehen, da die Produktionskapazitäten erhöhen und damit Stück für Stück das reguläre Erdgas ersetzen.
Wieso sagst du immer „Forschende“ und nicht einfach „Forscher“? Einfach generisches Maskulinum?
Sehr cooles Video. Allerdings hege ich persönlich (vor allem wegen Diffusionsverlusten und Wasserstoffversprödung) den Verdacht, dass ein zukünftiges Energiesystem nicht direkt wasserstoffbasiert sein wird, sondern noch der Schritt der Methanisierung dazu kommt (Vorteil: keine neue Infrastruktur nötig). Da aber die katalytische Methanisierung am besten in deutlich höheren Temperaturbereichen abläuft, halte ich die Hochtemperaturelektrolyse (deren Abwärme dann im nächsten Schritt die nötige Prozesstemperatur zur Katalyse liefert) dafür besser geeignet.
In den (wohl eher selteneren) Fällen, in denen H2 direkt verwendet wird, denke ich aber, dass die Kapillarelektrolyse sicher ein sehr guter Ansatz ist. Auch für Power-to-Gas kann sie entscheidende Vorteile bieten, sofern die Methanisierung z.B. auf biologischem Weg stattfindet.
Die Hochtemperaturelektrolyse "Hot-Elly" wurde ja schon von Dornier/Lurgi in den 80ern entwickelt. Das ist 35 Jahre her.... Wird schon Gründe haben, dass sich das Verfahren nicht durchgesetzt hat. Möchte man Solarstrom (gilt auch teilweise für Windstrom) einsetzen, braucht man Anlagen, die rasch hoch- und wieder runtergefahren werden können. Das geht gut mit PEM-Elektrolyse und verwandten, aber schlecht mit Hot Elly.
Viel Lärm um Nichts. Erst wenn die Erfindung in einer Großanlage mit 1GW ihre technische Durchführbarkeit erwiesen hat, kann man so euphorisch davon sprechen. Es gibt so viele Lufteier die die Wissenschaft in die Welt gesetzt hat. Der Prozentsatz der nutzbaren Erfindungen ist sehr gering, man denke nur an die kalte Fusion von Wasserstoff.
Also Wasserstoff ist ja nicht nur wichtig für Stahlproduzenten sondern auch für E Fuels. Also kann es nur gut sein grünen Wasserstoff zu fördern. Ich denke in der (etwas ferneren)Zukunft wird Wasserstoff ein wichtiger Teil der Energieversorgung werden. Im Moment ist es aber zurecht eher Strom. Als Übergangslösung ist es auch gut.