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Speicherung

Wasser - der Zauberstoff

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Probleme der Speicherung

 

Bei der Speicherung von Wasserstoff ergeben sich einige Probleme, welche auf die vielen verschiedenen Eigenschaften von Wasserstoff zurückzuführen sind. Einerseits ist er sehr leicht entzündlich ab einer Konzentration von 18% sogar explosiv und muss deshalb gut geschützt werden, aber andererseits verflüchtigt er sich an der Luft auch sehr schnell, sodass dies kein zu unmittelbares Problem darstellt. Die dieser hervorrufenden einfachen und schnellen Diffusion durch viele Materialien schränkt aber den Kreis der möglichen Stoffe für eine Hülle wieder stark ein.

Außerdem besitzt Wasserstoff zwar eine sehr hohe massenbezogene Energiedichte (etwa doppelt so hoch wie bei Erdgas), jedoch dafür eine geringe volumenbezogene Energiedichte (etwa ein Drittel derer von Erdgas), welches de facto ein leichten dafür aber großen Platzverbrauch/Tank/Lagerstoff zur Folge hat.

Darüber hinaus ist auch meist eine große Menge an Energie notwendig, um den Wasserstoff einzulagern.

Speichermöglichkeiten

1. Metallhyridspeicher

Ein Metallhydridspeicher besteht kann aus allegemein bekannten Metallen hergestellt werden, eine bekannte Variante ist Magnesiumborhydrid. In die in der Metallgitterstruktur vorhandenen Lücken können mit Wasserstiffatomen gefüllt werden. Diese Art der Speicherung ist bereits sehr alt und wird oft in U-Booten verwendet. Der große Nachteil dieser sind hohe Kosten und ein sehr großes Gewicht, welches aber dort keine Rolle spielt.

2. Gasspeicher

Unter hohem Druck (etwa 1200 bar - 1200facher Atmosphärendruck) werden die Wasserstoffatom so sehr zusammengepresst, dass sie in einer kleinen Flasche oder einem Container Platz finden.

3. Flüssiggasspeicher

Er funktioniert in gleicher Art und Weise, wie bei die Gasflasche, aber hier wird der Wasserstoff zusätzlich auf -253°C abgekühlt, sodass er flüssig wird. Dadurch benötigt er weniger Platz und mehr Wasserstoffmoleküle passen auf denselben Platz.

5. chemische Speicherung

Chemisch kann Wasserstoff in der Verbindung zu anderen Stoffen gespeichert werden. In LOHC (Liquid Organic Hydrogen Carriers) ist dies möglich. Der Wasserstoff reagiert bei einer bestimmten Temperatur, welche von dem genauen Stoff abhängt, mit diesem. Dabei wird er dort eingelagert, welches deutlich einfacher ist als der Transport Gas, da geringeres Volumen erreicht werden kann. Jedoch ist sowohl die Herstellung als auch die Entspeicherung aufwändiger und somit teurer.

4. adsorptive Speicherung

Bei der adsorptiven Speicherung handelt es sich um eine physikalische Art der Speicherung, welche weniger Energie benötigt als vergleichbare Arten. Ein poröser Stoff mit großer Oberfläche ist dafür besonders geeignet, wie beispielsweise Metal Organic Frameworks (MOF), eine Mischung aus Übergangsmetall und Organischen Materialien. Sie sindähnlich der Nanoröhren aufgebaut. Zum Wasserstoff wird die sogenannte Van-der-Waals Kraft aufgebaut, welche aufgrund der künstlichen Polarisation durch Verschiebung der Wasserstoffatome hervorgerufen wird. Durch minimale Energiezufuhr kann diese Kraft wider gelöst werden, da sie nicht so stabil ist.

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