Hydrogen fremdrift

Som hydrogendrift er en kraftenhet kjent som hydrogen som drivstoff eller energikilde .

I utgangspunktet kan følgende begreper skilles ut:

• av forbrenning i en forbrenningsmotor - se hydrogen forbrenningsmotor ;
• forbrenning i en gassturbin ;
• implementeringen i en drivstoffcelle med en nedstrøms elektrisk motor - se drivstoffcellekjøretøy ;
• bruk som drivstoffkomponent i raketter - se rakettdrivstoff .

Energibærer hydrogen

Drivstoff og eksos

Hydrogenet som brukes som drivstoff er ikke primærenergi , men må produseres fra primærenergi på samme måte som elektrisitet genereres . Til hans produksjon er energi som kreves. Dette frigjøres delvis igjen under den kjemiske reaksjonen i en hydrogenforbrenningsmotor eller i brenselcellen . På grunn av dens lave tetthet inneholder hydrogengass mer energi per vektenhet når det gjelder masse enn noe annet kjemisk drivstoff. Imidlertid er energitettheten veldig lav når det gjelder volum. Av denne grunn må hydrogen som drivstoff enten være sterkt komprimert (opp til rundt 700 bar) eller flytende (−253 ° C). Begge er assosiert med ekstra bruk av energi. I tillegg kan LOHC- teknologien binde hydrogenet ved hjelp av separate prosesser, noe som gjør de to tidligere nevnte prosessene overflødige. Imidlertid kreves det også energi for binding.

De eksosgasser fra en brenselcelle bestå av ren vanndamp .

Når hydrogen blir brent sammen med luft (i en gasturbin), inneholder avgassene også nitrogenoksider , som dannes fra nitrogenet i luften ved høye temperaturer i forbrenningskammeret . Hvis det er et høyt overskudd av luft (λ≫1), blir det produsert færre nitrogenoksider, men effektiviteten faller også. I stempelmotorer fortsetter spor av CO og CH å komme seg inn i eksosen. De kommer fra smøreoljen mellom sylinderveggen og stempelet og fra veivhusventilasjonen .

Hydrogenproduksjon

Hovedprosessene for generering av hydrogen er:

1. Den termokjemisk omdanning av karbon- energikilder (vanligvis fossilt brensel ) ved temperaturer på 300-1000  ° C . Den eldste prosessen av denne typen er dampreformering med en markedsandel på over 90%. Denne prosessen ble brukt til å produsere bygass ( syntesegass ) fra kull og vanndamp , som inneholdt ca. 60% hydrogen. Gjennom ytterligere prosesstrinn kan nesten hele energiinnholdet i energikilden være bundet til hydrogen. Ulempen med dette er den klimaskadelige gassen CO ₂ . Det finnes også teknologier for å produsere hydrogen fra biomasse på en klimanøytral måte . En første kommersiell installasjon, Blue Tower i Herten , ble ikke fullført på grunn av Solar Millennium AGs insolvens .
2. Hydrogen er et biprodukt fra en rekke kjemiske prosesser (f.eks. Klor-alkali-elektrolyse ). Mengdene er betydelige, men blir stort sett gjenbrukt. Hydrogen produsert som et biprodukt i Köln-regionen alene ville være tilstrekkelig til å drive 40.000 biler på lang sikt (fra 2010).
3. Hydrogen produseres relativt sjelden ved elektrolyse av vann . Effektiviteter på 70–80% er nå oppnådd her (se også teknisk vannelektrolyse) . Det er for tiden prosjekter der elektrolysøren leveres direkte av vindturbiner. Vindturbiner blir nå hentet fra nettet på blåsende dager med lavt behov for strøm; i stedet kunne de da brukes til elektrolyse for å generere hydrogen. I tillegg til den nødvendige mengden energi er tilførselen av det nødvendige vannet også problematisk: ” For å forsyne alt fly som fyller drivstoff på Frankfurt lufthavn med hydrogen fra elektrolysen av vann, ville det være behov for energi fra 25 store kraftverk. Samtidig ville Frankfurts vannforbruk doblet seg. "
4. Forsøk på å produsere hydrogen i en hydrogenbioreaktor med alger via en variant av fotosyntese er fremdeles på forskningsstadiet.

Hydrogenlagring

De tekniske problemene knyttet til lagring av hydrogen anses nå å være løst. Prosesser som lagring og flyting av hydrogen under lagring og lagring i metallhydrider er i kommersiell bruk. Det er også andre prosesser som lagring i nanorør eller som en kjemisk forbindelse ( N- etylkarbazol ), som fremdeles er i utviklingsstadiet eller i grunnleggende forskning.

Hydrogenfyllestasjon

Etableringen av forsyningsinfrastrukturen er en forutsetning for utbredt bruk av hydrogendrivere. For å opprettholde et landsdekkende nettverk i Tyskland, kreves rundt 1000 hydrogenfyllestasjoner.

Det var rundt 274 hydrogenfyllestasjoner over hele verden (i mai 2017). I Tyskland var det rundt 30, hvorav bare 7 ble offentlig drevet. I samarbeid med Linde AG vil Daimler Group bygge ytterligere 20 hydrogenfyllestasjoner for i utgangspunktet å sikre kontinuerlige forbindelser på nord-sør og øst-vest aksen. → Se også: Hydrogen motorvei

I februar 2020 var det 87 hydrogenfyllestasjoner i Tyskland; Ifølge det føderale transportdepartementet skal tallet stige til 130 innen 2021. I februar 2020 var det 177 klargjorte hydrogenfyllestasjoner over hele Europa.

En hydrogenfyllestasjon koster rundt EUR 1 til 1,5 millioner.

applikasjon

Rakettmotorer

Hydrogen / oksygenblandinger brukes som rakettbrensel , f.eks. B. for hovedmotorene til romfergen eller Delta IV Heavy .

Marin fremdrift

Overflatekar

Et passasjerskip for 100 passasjerer opererte på Hamburg Alster fra 2007 til 2013 , drevet av strøm (ca. 100 kW) fra brenselceller. Kostnaden for drivstoffcellene var 3 millioner euro, hele skipet kostet 5 millioner euro. Den ble utviklet som en del av Zemships- prosjektet. Stansingen skjedde på grunn av stenging av H _2- fyllestasjonen på grunn av ineffektivitet.

Den norske Viking Lady er i bruk som et hydrogendrevet havgående skip. Det er et forsyningsskip for boreplattformer , som i 2009 var utstyrt med en brenselcelle i tillegg til den dieselelektriske driften . I likhet med konvensjonell drivenhet drives dette med LNG (flytende naturgass).

Ubåter

I ubåten Type 212 og de nyere båtene med drivstoffcellestasjoner i Dolphin-klassen brukes. De ni vannkjølte polymerelektrolyttmembranbrenselcellemodulene har en total effekt på 306 kW. De leveres med oksygen fra trykkbeholdere og hydrogen fra lagringstanker av metallhydrid. Det resulterende vannet brukes som servicevann. Kjølevannet som kommer fra brenselcellene varmer opp metallhydridreservoaret for å drive ut hydrogenet.

Den DeepC (på engelsk: deep sea) er et hydrogendrevet, ubemannet undervannsfarkost. Den ble satt i drift i 2004. Prosjektet er nå avsluttet.

Flymotorer

Kjøretøyer

I dag produseres hydrogen fremdeles av fossile brensler og har derfor ingen miljøfordeler sammenlignet med direkte forbrenning av fossilt brensel. Som en del av den globale transformasjonen mot bærekraftige energisystemer som bruker fornybar energi , den såkalte energiovergangen , er det planlagt å produsere hydrogen enten direkte gjennom kunstig fotosyntese eller indirekte gjennom elektrolyse fra fornybare energier, spesielt vindkraft , solenergi og vannkraft . Dette hydrogenet kan deretter brukes utslippsfritt i hydrogendrev.

Hydrogendrift vil konkurrere med andre former for stasjon, fremover hovedsakelig med elbiler innen motorisert individuell transport . Det må imidlertid tas i betraktning at biler drevet av regenerativt generert hydrogen er på den ene siden mer effektive og renere enn fossildrevne biler, men på den annen side er elektriske kjøretøy betydelig mer effektive enn hydrogenbiler. Fra energieffektivitetens synspunkt er derfor batteridrevne elektriske kjøretøyer mer fornuftige enn hydrogenbiler, ettersom de krever betydelig mindre strøm enn omveien via hydrogen. Imidlertid er hydrogen nødvendig for applikasjoner der batteridrevne kjøretøy ikke kan brukes fornuftig, for eksempel i tunggodstrafikk, flytrafikk eller skipsfart. Siden både produksjon av hydrogen og ombygging til elektrisitet i brenselcellene til hydrogenkjøretøyet er tapsintensiv, trenger hydrogenbiler omtrent 2,2 ganger så mye elektrisk energi som batteridrevne elbiler for samme avstand.

Intern forbrenningsmotor

Mazda har leaset hydrogen RX-8 siden mars 2006, noe som gjør den til den første bilprodusenten som tilbyr et kjøretøy med hydrogenforbrenningsmotor.

BMW er den andre produsenten som har tatt en hydrogenforbrenningsmotor for personbiler til serieproduksjon. Motoren kan gå på både hydrogen og bensin. På 2006 Auto Show i Los Angeles presenterte BMW 760h " Hydrogen 7 " -modellen, som vil være tilgjengelig fra november 2007 . Den er basert på 760i i BMW 7-serien og kan leies fra BMW (salg er ikke planlagt). Den konvensjonelle 12-sylindrede forbrenningsmotoren i 7-serien ble modifisert for forbrenning av hydrogen og bensin. Lagringen foregår som flytende hydrogen. Imidlertid kreves det mye energi for å flytende hydrogen (-253 ° C). I tillegg flyktiggjøres noe av hydrogenet på grunn av uunngåelige isolasjonstap under lagring hvis kontinuerlig forbruk ikke er sikret. Med BMW Hydrogen 7 begynner for eksempel utgassing etter 17 timers inaktiv tid; etter 9 dager har innholdet i en halvfull tank fordampet.

To busser med hydrogenforbrenningsmotorer var i konstant bruk i Berlin til fotball-VM 2006 . De la der 8 500 kilometer tilbake og hadde i løpet av 2006 i Berlin-Spandau den vanlige tjenesten inkludert. I 2009 kunngjorde produsenten til MAN at de ville gi opp prosjektet på grunn av økte mangler.

På slutten av 2009 presenterte det østerrikske hydrogensenteret Østerrike et konseptbil (Mercedes W211) med forbrenningsmotor under navnet HyCar1, som kan brukes multivalent med bensin, hydrogen, naturgass eller gassblandinger.

BMW kunngjorde i slutten av 2009 at videreutviklingen av hydrogenforbrenningsmotorer vil bli avviklet. Felttesten med luksuriøse limousiner som kjører på hydrogen vil ikke fortsette. "Det vil foreløpig ikke være noen ny hydrogentestflåte," sa BMWs utviklingsstyremedlem i desember 2009. I 2010 presenterte BMW 1-serien drivstoffcellestasjon.

Oppstartsselskapet Keyou kunngjorde i 2021 at det ville tilby en hydrogenforbrenningsmotor basert på en 7,8-liters motor fra Deutz, primært for bybusser. Fra et miljømessig synspunkt er det bare NOx-verdiene som er problematiske, men de vil forsvinne med en spesifikk avgass etterbehandling.

HCNG (eller H2CNG) er en blanding av komprimert naturgass (CNG) og hydrogen . Hydrogeninnholdet er opptil 50 volumprosent. I prinsippet kan dette drivstoffet brennes med hvilken som helst naturgassmotor og reduserer kostnadene ved endringer i konstruksjonen til konvensjonelle forbrenningsmotorer.

Drivstoffcellekjøretøyer

Drivstoffcellebiler

Bilprodusenter jobbet allerede intensivt med drivstoffcellebiler allerede i 1995. Daimler-Benz presenterte Necar II (New Electric Car), et forskningsbil før og hyllet den som "den klart mest miljøvennlige bilen i verden" Tvert imot, produksjon av hydrogen som en oppstrøms kjede til drivstoff ( godt til tank ) i Inkluderende betraktning ( vel-til-hjul-vurdering ), hvis dens økologiske balanse forverres drastisk, blir den til og med referert til som "en av de mest klimafjendtlige bilene av alle". En nyere livssyklusvurdering fra 2015 viser rammebetingelsene der drivstoffcellekjøretøyer blir økologisk konkurransedyktige sammenlignet med batteridrevne elektriske biler og konvensjonelle biler med bensin- eller dieselmotorer.

Det sveitsiske selskapet ESORO presenterte et konseptbil i 2008 under navnet “HyCar”.

Bilprodusentene Toyota, Nissan og Honda har uttalt at de har redusert produksjonskostnadene for hydrogendrevne biler betydelig. Det er ment å begynne å produsere store serier i Japan fra 2015 og å sette opp en rekke hydrogenfyllestasjoner i de japanske storbyregionene.

I 2013 var Hyundai i Korea den første produsenten som startet serieproduksjon av Hyundai ix35 FCEV bensincellebil i små serier; Hovedmålmarkedet er Europa. Bilen har vært en del av det offisielle Hyundai Germany-salgsprogrammet under navnet ix35 fuel cell siden 2015.

I 2015 lanserer Toyota den masseproduserte drivstoffcellebilen under navnet Mirai på det internasjonale markedet.

Daimler ønsket å starte masseproduksjon av hydrogenbiler i 2014. For å demonstrere egnetheten for hverdagsbruk av hydrogendrevet, startet Daimler en omkjøring av verden med flere drivstoffcellekjøretøyer fra Mercedes-Benz B-klasse . I 2010 ble 200-serie kjøretøyer av denne typen levert til kunder på leasingbasis. På slutten av 2012 ble det kjent at serieproduksjonen av rimelige BSZ-biler på Daimler ville bli utsatt med flere år.

I april 2011 kunngjorde Opel at de ville produsere de første seriemodellene med drivstoffcellestasjoner i serie fra 2015 og fortsette utviklingen av en omfattende infrastruktur for hydrogenfyllestasjoner parallelt med markedslanseringen. I forbindelse med kjernefysisk utfasning vil det bli vurdert å bruke overflødig energi fra vind- og solkraftverk til økologisk hydrogenproduksjon . Et første pilotprosjekt er planlagt med vindkraftgeneratoren Enertrag . På slutten av 2012 ble det kjent at drivstoffcelleutviklingen hos Opel var forlatt.

I november 2014 kunngjorde Toyota serieproduksjonen av drivstoffcellebilen (" Mirai "), som har vært tilgjengelig i Japan siden desember. Dette kjøretøyet har også blitt solgt i Tyskland siden 2015.

En pre-produksjonsmodell av Mercedes-Benz GLC F-Cell ble presentert på IAA 2017 . Kjøretøyet har vært tilgjengelig for leasing som produksjonsmodell siden 2018.

På CES i januar 2018 presenterte Hyundai Nexo, etterfølgeren til ix35 brenselcellen.

Det walisiske selskapet Riversimple har utviklet et drivstoffcellekjøretøy ( Rasa- modell ) som vil gå i serieproduksjon fra 2021.

Drivstoffcellebusser

Drivstoffcellebusser genererer elektrisk energi ved hjelp av en brenselcelle som driver elektriske motorer. De har stort sett et drivbatteri som mellomlagring og for utvinning av den gjenopprettede bremseenergien , noe som gjør dem til en del av de serielle hybridbussene .

EvoBus fra Daimler

En liten serie hydrogendrevne bybusser ble bygget av Daimler- datterselskapet EvoBus og gjort tilgjengelig for verdensomspennende testing i store byer . Siden dette er bybusser, er problemet med det manglende bensinstasjonsnettet eliminert . I byen, bare en bensinstasjon på er depot av busselskapet nødvendig. I 2004 ble hydrogendrevne busser testet i et felles prosjekt av DaimlerChrysler, Shell og det islandske miljødepartementet i Reykjavík . Nyere modeller er produsert som Mercedes-Benz FuelCell hybridbusser .

Drivstoffcellebusser i Hamburg

I Hamburg var tre bybusser drevet av brenselceller og elektriske motorer fra Daimler-Benz i praktisk testing fra 2004, og seks til siden april 2006. Prosjektet til Hamburger Hochbahn AG og Vattenfall Europe het HH2 . Den samlede effektiviteten ( godt til hjul ) av kjøretøyene som drives av hydrogen fra grønn elektrisitet er imidlertid kontroversiell, siden det kreves enorme mengder elektrisitet for å produsere og lagre hydrogen. Hydrogenbussens energiforbruk tilsvarte et dieselforbruk på 100 liter per 100 kilometer. Denne andre avanserte generasjonen var i bruk frem til 2010. Den tredje, betydelig forbedrede versjonen var i bruk fra 2011 til slutten av 2018. Dette var serielle hybridbusser, hvis drivstoffcelle fungerte med opptil 60% effektivitet og som lagret strømmen i litiumionbatterier . Dette muliggjorde rent elektrisk kjøring og rekreasjon . De to hjulnavmotorene hadde hver en kontinuerlig effekt på 60 kW og kunne gi opptil 240 kW i kort tid. Hydrogenforbruket kunne reduseres med opptil 50%, hvorved den samlede effektiviteten ble forbedret. Fire av bussene har vært i bruk i industriparken Frankfurt-Höchst siden 2019.

Drivstoffcellebusser i NRW

For Regionalverkehr Köln (RVK) ble to leddbusser fra Phileas drivstoffceller fra det nederlandske VDL- datterselskapet Advanced Public Transport Systems (ATPS) brukt fra 2011 til 2016 .

Den belgiske bussprodusenten Van Hool satte i gang hydrogenbusser på RVK (våren 2014: 2 treakslede vogner, fra høsten 2019: 35 toakslede vogner) og ved WSW Wuppertaler Stadtwerke (fra 2019). I midten av 2020 skal 37 busser være i drift i Köln-regionen og 10 i Wuppertal. En ordre på totalt 25 Solaris Urbino 12 hydrogenbusser fulgte i begynnelsen av 2020 .

Drivstoffcellebusser i Rhinen-Main-området

I Frankfurt, Wiesbaden og Mainz mislyktes bruken av hydrogenbusser foreløpig fordi den polske produsenten Autosan ikke kan levere. I januar 2020 ble fellesbestillingen på 11 kjøretøy kansellert. De skal brukes fra sommeren 2019. Tanksystemet i Wiesbaden for 2,3 millioner euro står ubrukt. Frankfurt ønsker nå å bestille 22 busser fra en annen produsent. En bensincellebuss har kjørt mellom Darmstadt og Groß-Umstadt siden mai 2019 i rutetjenesten til bussoperatøren Winzenhöler.

Ursus City Smile

På Hannover Messe 2017 ble en ny elektrisk bussmodell med brenselceller fra den polske produsenten Ursus presentert. Ursus City Smile bybuss har en rekkevidde på 450 km takket være rekkeviddeutvideren og kan fylles på drivstoff på rundt åtte minutter. Bussen er 12 m lang, har plass for 76 passasjerer, driver et maksimum på 85 km / t, og, i henhold til produsenten, har et hydrogenforbruk på ca. 7 kg H ₂ pr 100 km. De elektriske ZAwheel hjulnav stasjoner fra Ziehl-Abegg oppnå en virkningsgrad på 90% og en maksimal effekt på 364 kW. Drivstoffcellen med en maksimal effekt på 60 kW ble levert av det nederlandske selskapet HyMove. Batteriet kom fra den tyske produsenten BMZ .

Toyota Sora

Bensincellebussen Sora fra den japanske produsenten Toyota ble presentert på Tokyo Motor Show i 2017 . I 2018 fikk bussen godkjenning for bruk i Japan. Toyota ønsker å ha 200 kjøretøy i drift i hovedstadsområdet Tokyo innen 2020 - i anledning de olympiske leker. Den samme teknologien brukes i Toyota Mirai- bilen , men med to elektriske motorer.

Drivstoffcelleskinner

Drivstoffcelle tohjulinger

Sykler og scootere drevet av brenselceller er i utviklingsfasen. Som den første drivstoffcellen tohjuling noensinne mottok Suzuki Burgman Fuel Cell Scooter EU-typegodkjenning for veigodkjenning i 2011. Nå skal scooteren testes i England for egnethet til daglig bruk. Hjertet i kjøretøyet er en luftkjølt brenselcelle og en hydrogentank integrert i rammen.

økonomi

I motsetning til dette var stasjoner som bruker fossilt drivstoff billigere enn hydrogendrevne biler i 2011. Hydrogen fra fornybar energi brukes bare av forbrukeren hvis det blir gjort økonomisk i en overgangsperiode gjennom statlige tiltak ( promotering av fornybar energi / beskatning av fossile energier).

Lønnsomheten til hydrogenbiler avhenger av flere faktorer (se tabell). I tillegg til kostnadene for hydrogenbiler sammenlignet med konvensjonelle drivenheter, er den relative prisen på fossile primærenergibærere til hydrogen en viktig faktor for økonomisk effektivitet.

I en studie av DENA , som ble utført på vegne av det føderale transportdepartementet i 2009, er priser mellom $ 85 / fat og $ 130 / fat nevnt som et break-even-punkt for lønnsomheten til drivstoffcellekjøretøyer , forutsatt at prisene for et drivstoffcellekjøretøy er i området av en dieselbil. Ifølge vurderingen fra kjente bilprodusenter , bør dette oppnås rundt 2014. Starten på serieproduksjon av drivstoffcellekjøretøyer blir imidlertid også gjentatte ganger utsatt av ledende bilprodusenter.

Faktorer som øker lønnsomheten til hydrogen	Faktorer som reduserer lønnsomheten til hydrogen
Knappheten på ressurser i fossile primærenergier fører til prisøkninger. Dette reduserer eller kompenserer for prisforskjellen sammenlignet med hydrogenprisen.	Ny teknologi krever i utgangspunktet høye investeringer, f.eks. B. for utvidelse av infrastrukturen.
I 2011 er potensialet for å øke effektiviteten til hydrogenteknologier ennå ikke oppbrukt. Med teknologiene for produksjon og lagring av hydrogen, men spesielt med brenselcelle-teknologien, kan det forventes kostnadsreduksjoner og effektivitetsøkninger.	Potensialet for å øke effektiviteten til konvensjonell fossil teknologi er ennå ikke oppbrukt i 2011. Økninger i effektivitet kan forventes fremfor alt i den videre utviklingen av forbrenningsmotorer og hybriddrev .
Den klimabeskyttelse målet for den tyske føderale myndigheter (80 prosent reduksjon i CO 2 utslipp av 2050) krever høye investeringer for å unngå klima-skadelige utslipp, noe som reduserer energieffektiviteten og øker kostnadene. Dette øker lønnsomheten til klimanøytralt hydrogen. Av samme grunn fremmes fornybar energi av den tyske føderale regjeringen for å heve dem raskere til området økonomisk levedyktighet.	De økologiske og sosiale oppfølgingskostnadene ved bruk av fossile brensler er vanskelige å tallfeste og blir vanligvis ikke tildelt økonomisk effektivitet i en økonomisk analyse, som tilsynelatende reduserer den økonomiske effektiviteten til klimanøytralt hydrogen sammenlignet med fossilt brensel.

eksempel

Drivstoffcellekjøretøy	Kjøretøy med bensinmotor
For å kunne kjøre 100 km med et drivstoffcellekjøretøy fra Mercedes B-Klasse med et forbruk på 0,97 kg / 100 km og en pris på 8,099 euro / kg (med konvensjonell generasjon fra fossile primærenergier), betaler man 7,86 euro . En Toyota Mirai forbrukte i reell drift omtrent 1 kg / 100 km / kg til en pris på 9,50 euro (per 2016) og koster dermed til 100 km cirka 9 , 50 euro .	For å kunne kjøre 100 km i et Mercedes-Benz B-klasse kjøretøy med en bensinmotor med et forbruk på 7 l / 100 km og en bensinpris på 1.579 euro ( E10 ), betaler du 11,05 euro . En Toyota Prius IV som kan sammenlignes med Toyota Mirai koster 7,90 euro med et høyt drivstofforbruk på 5 liter / 100 km og en pris på 1.579 euro / liter per 100 km .

Dette betyr at drivstoffcellekjøretøyet er mer økonomisk når det gjelder drivstofforbruk enn kjøretøyet med bensinmotor. Dette gjelder drivstoffprisene som kunden må betale på bensinstasjonen. Det skal bemerkes at mineralolje og hydrogen beskattes forskjellig. Ingen energiavgift pålegges hydrogen .

Et problem med økonomien til drivstoffcellestasjonen er kostnadene for katalysatoren. Hvis en katalysator krever 60 g platina, koster kostnaden nesten 2400 euro for platina alene (til sammenligning: katalysatoren i et bensindrevet kjøretøy krever bare ca. 20 g platina). Drivstoffceller som bruker mindre platina er under utvikling.

Fare for ulykke med hydrogenbiler

→ Se også: Sikkerhetsinstruksjoner

Biler som drives av hydrogen er ikke farligere enn biler som drives av bensin eller bensin. På grunn av dens lave tetthet er hydrogen en veldig flyktig gass. Det fordamper veldig raskt utendørs. Tilstrekkelig ventilasjon må tilveiebringes i lukkede rom, da det er brannfarlig i et bredt spekter av 4–75 volum% (bensin: 0,6–8 volum%). Oksygen / hydrogenblandinger med en andel mindre enn 10,5 volumprosent hydrogen er tyngre enn luft og synker til bakken. Segregeringen skjer ikke umiddelbart, slik at antennbarheten opprettholdes til grensen på 4 volumprosenter er under. Ved håndtering av hydrogen må sikkerhetsforskrifter og ventilasjonsanlegg ta hensyn til denne oppførselen.

Bensin er en væske som fordamper sakte. De brennbare bensindampene er tyngre enn luft og blir liggende lenger på bakken, og tiden det tar for den å antennes er lenger.

Hvis hydrogen slippes ut i lukkede rom, er det en økt eksplosjonsfare, f.eks. B. i garasjer eller tunneler. Her må det gis økt ventilasjon og eventuelt ytterligere sikkerhetstiltak.

Detonasjonsgrensen for hydrogen er i en konsentrasjon på 18% eller mer. Bensin eksploderer mye tidligere, nemlig i en konsentrasjon på 1,1%. For at det i det hele tatt skal oppstå en eksplosjon eller brann, må en drivstoff-luftblanding som har dannet seg, antennes i begge tilfeller. Når det gjelder hydrogen, krever dette mindre energi på 0,02 mJ enn med bensin (bensin: 0,24 mJ), men i praksis betyr ikke dette noe, fordi energien til en elektrisk gnist er tilstrekkelig til også å generere bensindampe som antennes.

Bensin har en betydelig lavere antenningstemperatur (220–280 ° C) enn hydrogen (585 ° C), slik at den lettere kan antennes på varme overflater som eksosmanifolden eller katalysatoren.

Ved antenning brenner hydrogen med høyere forbrenningshastighet enn bensin. Flammen beveger seg bratt oppover med en liten diameter hvis lekkasjen er på toppen av tanken.

En hydrogenflamme har mindre varmestråling enn en bensinflamme. Det er derfor mindre varmt ved siden av en hydrogenflamme enn ved siden av en bensinflamme - fordelen er at nabobjekter som B. Bilseter tar ikke lett fyr. Det er også mindre risiko for forbrenning for mennesker i nærheten av flammen. Imidlertid er hydrogenflammen knapt synlig. Derfor er det en risiko for at du ved et uhell kommer inn i det.

Tryktankene som brukes i dag (i motsetning til bensintanker) tåler selv alvorlige ulykker uskadet. Hydrogenbiler med trykkbeholdere kan enkelt parkeres i parkeringshus og underjordiske garasjer. Det er ingen lovbestemmelse som begrenser dette. I motsetning til dette, må kjøretøy med flytende hydrogen ikke parkeres i lukkede rom, da utgassingen kan forårsake eksplosiv gassakkumulering.

Et eksempel på hydrogenens oppførsel ble vist i flere ulykker med tankskip lastet med flytende hydrogen. Det var her en eksplosjon eller brenning av hydrogen skjedde: Det var ingen eller bare lettere skadde mennesker, og ingen har dødd så langt.

Hovedproblemet med hydrogenlagring er lekkasjer. Hydrogentanker og rør må skyldes det motsatte z. B. naturgass eller propan / butan med mindre molekylær diameter kan forsegles mye bedre. Noen materialer er uegnet fordi de er gjennomtrengelige for hydrogen. Lekkasjer fører ikke bare til store transporttap, men skaper også en sikkerhetsrisiko når gass akkumuleres og det dannes en hydrogen-luft-blanding. Dette er grunnen til at hydrogentanker og -ledninger er laget av spesiell plast som i stor grad forhindrer diffusjon . Slike systemer må være godkjent av TÜV. Fordelen er at hydrogen slipper oppover på grunn av dens lave tetthet, og i motsetning til bensindampe, propan eller butan, ikke samler seg i fordypninger.

Se også

• Hydrogenøkonomi
• Liste over hydrogenteknologier
• Hydrogen motorvei
• Partnerskap for ren energi

• Liste over drivstoffcellebiler i serieproduksjon

litteratur

• Sven Geitmann: Hydrogen Cars - Hva vil røre oss i fremtiden . Hydrogeit Verlag, Kremmen mai 2006. ISBN 3-937863-07-9

weblenker

• Kritikk av effektiviteten til en hydrogenøkonomi og hydrogendrivere , 24. mai 2007, heise.de
• Hydrogenmotor ved Catalysis Institute for Applied Environmental Research , 4. mai 2001
• alternative drivstoff: hydrogen
• Rollen til hydrogen i en bærekraftig styrt energiindustri ( Memento fra 17. juli 2012 i Internet Archive )

Individuelle bevis