2. Exkurs: Mobile Energiespeichersysteme

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1 2. Exkurs: Mobile Energiespeichersysteme

2 Elektrochemische Zellen Spontane Redoxreaktion: Zn (s) + 2 HCl (aq) D ZnCl 2 (aq) + H 2 (g) Zerlegung in zwei Halbreaktionen Oxidation: Zn D Zn e - Reduktion: 2 H e - D H 2 Elektrochemische Spannungsreihe (Wasser, ph = 0, 25 C) Li D Li + + e - E 0 = V Na D Na + + e - E 0 = V Zn D Zn e - E 0 = V H 2 D 2 H e - E 0 = ±0.000 V Cu D Cu e - E 0 = V (Quelle Hollemann-Wiberg S. 224)

3 Standard-Wasserstoffelektrode 2 H + (aq, 1 M) + 2 e - D H 2 (g, 1 atm) Elektrochemische Zellen Anode (Oxidation) : M(s) D M + + e - (Elektrode, an der Reaktion m. höherem Oxidationspotential E abläuft) Kathode (Reduktion): M + + e - D M(s) (Elektrode, an der Reaktion m. niedrigerem E abläuft) Membran/Salzbrücke verhindert Berührung der Lösungen (sonst kein Strom durch Leiter) Konvention: Benennung der Elektroden nach ihrer Funktion bei Entladung (Anode: negative Elektrode)

4 Beispiel Daniell-Element Zn (s) ZnSO 4 (aq) CuSO 4 (aq) Cu (s) Anode: Zn (s) D Zn e - Kathode: Cu e - D Cu (s) ΔE = E (Kathode) E (Anode) = 1.1 V (1 M Lsg.) Thermodynamische Triebkraft ΔG = nfδe (n: Anzahl übertragener e -, F: Faraday-Konstante) Konvention für Red D Ox + e - (Oxidationspotentiale) Nernstsche Gleichung selbst wiederholen (!)

5 Primärbatterien (Einwegbatterien) Zink-Kohle Batterie (1.5 V / Zelle) Anode: Zn + 2 NH 4 Cl D Zn(NH 3 ) 2 Cl H e - Kathode: 2 MnO H e - D 2 MnO(OH) Gesamt: Zn + NH 4 Cl + 2 MnO 2 D Zn(NH 3 ) 2 Cl MnO(OH) Elektrolyt: Eingedickte NH 4 Cl-Lösung Seit 1860 (Leclanché) bekannt, geringe Energiedichte Metallkappe (+) Kohlestab (+) Zinkbecher (Anode) MnO 2 (Kathode) NH 4 Cl-getränkte Pappe (Elektrolyt) Metallboden (-) Alkalibatterien (1.5 V / Zelle, Produktion Stück/a) Alkalischer Elektrolyt Höhere Energiedichte als Zink-Kohle-Zellen (1500%) wg. größerer aktiver Masse der dickeren MnO 2 -Kathode, höhere Leitfähigkeit Elektrolyt Ursprünglich Militärentwicklung (USA 2. WK) Hochstrombelastbar, stabilere Spannung als Zn/C 1Ah aus Zn/C: 17 ct, Alkali: 9 ct

6 Aufbau einer Alkalizelle Anode: metallisches Zink-Pulver in Gel gebunden Kathode: Mischung aus MnO 2 und Graphit (Leitfähigkeit) Elektrolyt KOH/Wasser, durchtränkt Kathode, Separator (Stoff) und Anode Stahlgefäß verhindert Auslaufen des Elektrolyten Gesamtreaktion Zn + 2 MnO 2 + H 2 O D ZnO + 2 MnO(OH) Nebenreaktion Zn + H 2 O + 2 OH - D [Zn(OH) 4 ] 2- + H 2 Gasung bei Lagerung frischer Zellen Verhinderung durch Verwendung von ultrareinem Zink

7 Anodenreaktionen (amphoters Verhalten Zn(OH) 2 ): (1) Beginn der Entladung (hohe Konzentration OH - ) Zn + 4 OH - D [Zn(OH) 4 ] e - Zinkat gut im Elektrolyten löslich, bei Übersättigung des Elektrolyten mit Zinkat fällt ZnO aus: [Zn(OH) 4 ] 2- D ZnO + 2 OH - + H 2 O (2) Fortschreitende Entladung (Konz. OH - wird geringer) Zn + 2 OH - D Zn(OH) 2 + 2e - Zn(OH) 2 D ZnO + H 2 O (3) Formale Halbzellenreaktion: Zn (s) + 2 OH - (aq) D ZnO (s) + H 2 O (l) + 2e -

8 Kathodenreaktionen: (1) Beginn der Entladung (hohe Konzentration OH - ) MnO 2 + H 2 O + e - D MnO(OH) + OH - 1e-Reduktion Protonenaufnahme im γ-mno 2 -Kristallgitter (Rutil) Das Produkt MnO(OH) weist gleiches Gitter auf (2) Bei milden Entladungen kann MnO(OH) weiter reduziert werden MnO(OH) + H 2 O + e - D Mn(OH) 2 + OH - (Verlauf über [Mn(OH) 4 ] 2-, das bei höheren Konzentrationen Mn(OH) 2 bildet) Wiederaufladbare RAM-Zellen (Sekundärbatterien, rechargable alkaline manganese) Unterdimensionierung der Zn-Masse, Reduktion MnO 2 nur bis MnO <1.6 detailreiche Chemie für Ingenieure (!)

9 Zink-Quecksilberoxid-Batterie (Typ PX, 1.35 V) Zn + HgO + H 2 O D Zn(OH) 2 + Hg Äußerst konstante Spannung Armbanduhren, Belichtungsmesser, Hörgeräte etc. Produktion/Import verboten (Problem unsachgem. Entsorgung) Zink-Luft-Batterie (Typ PR, 1.65 V, erkennbar an Abzieh-Klebefolie, 500 h verwendbar) Zn + ½ O 2 + H 2 O D Zn(OH) 2 Elektrolyt KOH Reduktion der Luftzufuhr: 1.35 V (Kompatibilität zur Zn/Hg-Zelle) Hohe Energiedichte in Knopfzellen, recht stabile Spannungskurve Prinzipiell wiederaufladbar (Zn ersetzen) Tests als Brennstoffzelle für Autos (negativer Ausgang)

10 Zink-Silberoxid-Batterie (Typ SR, 1.5 V) Ag 2 O statt MnO 2 : Zn + Ag 2 O D ZnO + 2 Ag Elektrolyt KOH 5a Lebensdauer (Schrittmacher, Uhren) teuer (!) Lithium-(Mangandioxid-)Batterie (Typ CR, 3.0 V) Li + Mn 2 O D LiMnO 2 Li statt Zn: 70% leichter, E, höhere Spannung sehr hohe Energiedichte nicht-wässerige Elektrolyte (!) Weitere Typen: Lithium-(Thionylchlorid/SO 2 /Iod/Eisensulfid/Luft)-Batterien

11 Sekundäre Batterien (wiederaufladbare Akkumulatoren) Energiespeicherung in Primärbatterien teuer Kosten pro kwh: Taschenlampe 100, Armbanduhr Akkumulatoren deutlich günstiger 1 kwh ~ 5 (je nach Anzahl erreichter Entladungszyklen, typisch ) Kriterien für Akkumulatorenbau: Hohe Energiedichte, geringe Selbstentladung, Temperaturstabilität, Sicherheit Unterschiedliche Einsatzgebiete definieren Aufbau (Herzschrittmacher vs. Akkuschrauber) Nebenreaktionen an den jeweiligen Halbzellen verhindern Hochgradig reversible chemische Prozesse nötig (!) Präparative Chemie: 99% Ausbeute prima Akkumulatorprozesse: 99% nicht genug 1% Verlust pro Lade/Entladezyklus bedeutet: < 90% Kapazität nach 10 Zyklen < 60% nach 50 Zyklen < 37% nach 100 Zyklen < 1 % nach 500 Zyklen

12 Hollemann-Wiberg S Winter & Besenhard Teil 1 Blei-Akkumulator (2V/Zelle) Anode: Pb + SO 2-4 D PbSO 4 + 2e - E = V Kathode: PbO 2 + SO H + + 2e - D PbSO H 2 O E = V Gesamt: Pb + PbO H 2 SO 4 D 2 PbSO H 2 O Starterbatterie: 1 kw Leistung Stromdichte 200 A/cm 2 Unterbrechungsfreie Stromversorgung (USV) Batterien in Solaranlagen (Inselanlagen) Stromversorgung in U-Booten Probleme: Gewicht, Energiedichte 35 Wh/kg Bildung unlöslicher PbSO 4 -Schichten, Korrosion der Bleigitteranode zu PbO 2 H 2 O D H 2 + ½ O 2 E = 1.23 V (ph-abhängig) Ladung bei 2 V liefert eigentlich H 2 /O 2 (!) Überspannung : langsamer Ionentransfer an den Elektroden (kinetische Hemmung), Verunreinigung Elektrolyt kritisch Selbstentladung monatlich 3%

13 Hollemann-Wiberg S Winter & Besenhard Teil1 Nickel-Cadmium-Akkumulator (1.20 V/Zelle) Anode: Cd + 2 OH - D Cd(OH) 2 + 2e - Kathode: 2 NiO(OH) + 2 H 2 O + 2e - D 2 Ni(OH) OH - Gesamt: Cd + 2 NiO(OH) + 2 H 2 O D Cd(OH) Ni(OH) 2 Elektrolyt KOH (Kunststoffvlies) Energiedichte 50 Wh/kg, geringer Innenwiderstand, hohe Ströme Selbstentladung monatlich 10%, Lebensdauer 1000 Ladezyklen Memoryeffekt: Nach wiederholter Teilentladung 120 mv tiefere 2. Entladestufe (Bildung intermetallische Phase Ni 5 Cd 21 ) Vorteile: robust, schnellladefähig, lange Standzeit im entladenen Zustand Nachteile: Cd-Belastung in der Umwelt hauptsächlich aus NiCd-Akkus (!), EU-weites Verbot ab 2008 (Ausnahme Elektrowerkzeuge) Problem H 2 -Entwicklung bei Überladung und O 2 -Entwicklung bei Tiefentladung (relevant in seriellen Zellen wg. Fertigungstoleranzen)

14 Hollemann-Wiberg S. 295 Winter & Besenhard Teil1 Nickel-Metallhydrid-Akkumulator (1.20 V/Zelle) Anode: 1/x LaNi 5 H x + OH - D 1/x LaNi 5 + H 2 O + e - Kathode: NiO(OH) + H 2 O + e - D Ni(OH) 2 + OH - Gesamt: 1/x LaNi 5 H x + NiO(OH) + H 2 O D 1/x LaNi 5 + Ni(OH) 2 Elektrolyt KOH (Kunststoffvlies) Weiterentwicklung: Ersatz der Cd-Anode durch LaNi 5 (La teuer, Einsatz von Mischmetalllegierungen Co, Ce, Nd, Mn, Al, Si) Intercalation von Wasserstoff in Metallphase Kompatibel mit Ni/Cd-System Energiedichte Wh/kg, Lebensdauer < 500 Ladezyklen Vorteile: umweltschonender als NiCd, robust, hohe Ströme möglich Nachteile: Selbstentladung monatlich 20-50% (!), ungeeignet für Temperaturen < 0 C komplizierte Ladetechnik, geringere Lebensdauer und teurer als NiCd Leistungsfähigkeit bei sehr hohen Strömen und tiefen Temperaturen geringer als NiCd

15 Neuentwicklung Sanyo: NiMH-Zellen mit stark reduzierter Selbstentladung ~ 23 k ~ 43 k

16 Hybridfahrzeuge (derzeit Toyota Prius, Honda Civic IMA, Lexus RX 400h) Prius II: Panasonic NiMH-Batterie (Aufbau geheim) 28 Module, jeweils 6 Zellen: 39 kg, V Kapazität 1.3 kwh 68 ps E-Motor, 5l Super/100 km elektrische Reichweite 3 km Preis ~ 25 k ~ 23 k Problem: teure Technik, nur im Hochpreis-Segment vertretbar Prius III: Li-Ionen Akkumulatoren (2008) ~ 43 k

17 zurück zur Chemie der Gruppe 1 Lithium-Ionen-Akkumulator (3.7 V/Zelle), Jahresproduktion 1 Billion Zellen /a (!) Funktionsprinzip: beide Elektroden fungieren als Wirt für Li + -Ionen Anode: Li x C n D x Li + + x e - + C n Li-Intercalation in Graphit (max. 1 Li / 6 C-Atome) Gesamtreaktion: Li x C n + Li 1-x CoO 2 D C n + LiCoO 2 Kathode: Li 1-x CoO 2 + x e - + xli + D LiCoO 2 Schichtstruktur LiCoO 2 (max. 1 Li / 2 Co-Atome)

18 Komplizierte Ladetechnik: Verlauf der Ladekurve bei konstantem Strom (links), schematische I/E-Kurve (ΔE/t=const) zur potentiostatischen Kontrolle (rechts)

19 Problem: Graphit-Intercalation solvatisierter Li-Ionen Drastische Aufweitung der Graphitschichten zu Beginn der Ladung (Aufquellen bis zu 200 Vol-%) Organische Elektrolyte haften an Li (Ion-Dipol-WW), solvatisierte Ionen sind ~ 1000fach größer als Kationen selbst Bildung solvatisierter Intercalate bei niedrigen Li-Konzentrationen im Graphit thermodynamisch bevorzugt. Zu Beginn der Ladung ist die WW der Li-Ionen mit dem noch schwach polarisierten Graphit-Wirt noch schwach, genügend Platz ist auch vorhanden (kritischer Wert n in LiC n ~ 18) Zerstörung der Graphit-Schicht resultiert Aktuelle Forschung: Filmbildungsvorgänge, Entwicklung von Membranen zum Abstreifen der Solvathülle vor Einlagerung

20 Kathodenmaterialien Spinelle (LiCoO 2, LiNiO 2, LiMn 2 O 4 ), Li 4 Ti 5 O 12, LiFePO 4 Anodenmaterialien LiAl, Li 22 Sn 5, amorphe Silikate Nichtwässerige Elektrolytsysteme (aprotisch, niedrigviskos) z.b. Ethylencarbonat + Dimethoxyethan + Li-Salze (LiPF 6 ) Polymere Elektrolyte: Li-Polymer-Akkumulatoren (frei formbar, dünne Schichten, effektiver Ladungstransport) Polyethylenoxid + Li-triflat Li

21 Li-Ionen und Li-Polymer-Akkumulatoren Hohe Energiedichte (stark negative Standardpotentiale, geringes Gewicht) Probleme: Komplizierte Ladetechnik, nur ~100 Entladungszyklen stabil, und 21. Juni 2006 Heise-Ticker : Sony muss 8 Mio Notebook-Batterien zurückrufen, 350 Mio Rückstellung

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23 6 x 5s4p LiPo 37.0 V, 16 Ah 5-10 min Flugzeit Krill Katana S 3m Spannweite 18.6 kg Hacker C50 Quad 2.4 kg, 4 x 65 A 90 % Wirkunsgrad 4 kw am Propeller

24 Purdue-University Design Study (Surveillance Market: Military and Law Enforcement) Photon OEM with Lens Fuel cell will be used due to lower weight and higher energy density available Evolution XTS L3 BAI Aerosystems

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26 Brennstoffzellen Galvanische Zelle, aber externer Energiespeichermedium wird von außen zugeführt Allgemeines Funktionsprinzip H 2 -BZ Anode: 2 H 2 D 4 H e - Kathode: O H e - D 2 H 2 O Gesamt: 2 H 2 + O 2 D 2 H 2 O (E = 1.23V) Wasserstoff und Sauerstoff werden den Elektroden kontinuierlich zugeführt Elektrodenmaterial z.b. Graphit, Pt-Katalysator Elektrolyt zwischen den Elektroden leitet Ionen (H +, OH - /O 2- ), keine Elektronen Je nach Ausführung: Betrieb bei 80 C, prinzipiell hohe Effizienz im Vergleich zur Verbrennung

27 Klassifikation von Brennstoffzellen (nach Elektrolyten oder Betriebstemperatur) Alkalische BZ Polymerelektrolyt-BZ Direktmethanol BZ Phosphorsäure-BZ Carbonatschmelzen-BZ Oxidkeramische BZ AFC PEMFC DMFC PAFC MCFC SOFC

28 schicht PEMFC Polymerelektrolytmembran-Brennstoffzellen (Proton Exchange Membrane Fuel Cell) Elektrolyt besteht aus Protonen-leitender Folie (gleichzeitig Pt-Katalysatorträger und Separator für Reaktanden-Gase) P: kw, T: 80 C, η: 50-68% Betrieb mit Wasserstoff, Luft (CO-intolerant!)

29 PEM-FCs: Technologie aus der Weltraumforschung (auch Teflon-Entwicklung) 1960 General Electric Entwicklung Einsatz 1965 in Gemini 5 (3. bemannter Raumflug USA, 8 Tage, Techniktests als Vorbereitung Mondflug im Apolloprogram) Probleme mit O 2 -Druckversorgung, Leistungsabnahme der FC Abbruch verschiedener Experimente, Abschaltung elektrischer Geräte, IBM-Rechner als Heizung the crew was shivering miserably, Backup durch 4 Ag/Zn-Zellen Polymerelektrolyt Polystyrol/SO 3 - (Problem O 2 -Undichtigkeit) Heute Einsatz perfluorierter Sulfonsäuren (NAFION, DuPont) Verwendung von AFC in Apollo- und Space Shuttle-Programmen Heute Ballard Power Technologieführer (1-250 kw mobil/stationär)

30 Nafion-Polymerelektrolyt: Kopolymerisation perfluorierter Vinylether mit Tetrafluoroethen State of Understanding of Nafion Chem Rev 104 (2004) 4535 Alternative Polymers for Proton Exchange Membranes Chem Rev 104 (2004) (CF 2 -CF)-(CF 2 -CF 2 ) m - O-CF 2 -CF 2 -O-CF 2 -CF 2 -SO 3 H Elektroden-Morphologie (Scanning electron microscopy)

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32 Alkalische Brennstoffzellen Anode: H OH - D 2 H 2 O + 2e - Kathode: ½ O 2 + H 2 O + 2 e - D 2 OH - Betriebstemperatur C Erste Realisierung 1954 Pratt&Whitney, BZ für Apollo-Mission (komplette Stromund Trinkwasserversorgung) Mobile OH - -Ionen im Elektrolyten (85%ige immobilisierte KOH) Space Shuttle AFC: 12 kw, 90 C Arbeitstemperatur 46% KOH absorbiert auf Asbestgewebe h Betriebsdauer Sehr teures Elektrodenmaterial (Ni/Ag/Pd/Pt) Äußerst empfindlich gegen Verunreinigungen in Betriebsgasen (reinst-h 2 /O 2 )

33 Apollo Kapseln mit 3 AFCs bestückt (Betriebsgas: flüssiges H 2 /O 2, Maximum 2300 Watt, Trinkwasserproduktion) Pratt&Whitney AFC 1964

34 DMFC Direktmethanol-Brennstoffzellen Anode: CH 3 OH + H 2 O D CO H e - Kathode: 3/2 O H e - D 3 H 2 O Gesamt: CH 3 OH + 3/2 O 2 D CO H 2 O PEM-Elektrolyt mit Protonen als Ladungsträger, aber Methanol als Brennstoff (derzeit MeOH-Wasser-Mischung) Betriebstemperatur C CASIO-Prototyp 20 h MeOH-Betrieb Methanol einfach zu speichern, mobiler Einsatz in Consumer- Elektronik möglich ( Mikro-BZ ) Probleme: Schrittweise Oxidation über CO Passivierung Katalysator durch CO, SO 2, NH 3 geringe Leistungsdichte Hohe Kosten für Aufreinigung

35 PAFC Phosphorsäure Brennstoffzelle Elektroden: fein verteiltes Pt auf Ruß, fixiert auf Kohlefaserträger (ähnlich PEM-FC) Konzentrierte Phosphorsäure als Elektrolyt (immobilisiert in Teflon-gebundenem Siliciumcarbid), CO-tolerant bis 1% Protonenleitung auch durch wasserfreie Phosphorsäure, Betrieb bei 190 C Reaktionsprodukt ist Wasserdampf, der die Konzentration der Phosphorsäure nicht ändert Wasserdampf kann im Erdgasreformator zur H 2 -Erzeugung verwendet werden Niedrige Leistungsdichte, hauptsächlich Einsatz in stationären Anlagen bis 200 kw (80% Wirkungsgrad bei Kraft-Wärme-Kopplung) Einsatz als Blockheizkraftwerke, Betriebsdauer 4-5 Jahre, dann Zellentausch nötig

36 MCFC Carbonatschmelzen-Brennstoffzelle Alkalicarbonat-Salzschmelze als Elektrolyt (Li 2 CO 3 / K 2 CO 3 ) Elektrodenmaterial Ni/Cr/Al-Legierungen (Anode) und NiO 2 (Kathode) CO 3 2- als Ladungsträger (Wanderung von Kathode nach Anode), CO 2 muss Kathode zugeführt werden C Betriebstemperatur Unempfindlich gegenüber Kohlenmonoxid (Erdgas, Kohlegas, Synthesegas, Biogas ohne vorgeschalteten Reformatorprozess einsetzbar) Idealerweise C-Brennstoffe, CO 2 -Andodenabgas wird Kathode zugeführt Stationäre/Schiffsanlagen kw, kurz vor Marktreife

37 SOFC Oxidkeramische Brennstoffzellen Anode: H 2 + O 2- D H 2 O + 2 e - Kathode: ½ O e - D O 2- Yttrium-stabilisierte ZrO 2 -Keramiken (YSZ) als Elektrolyt, vollkeramischer Schichtaufbau, vielfältiges Zelldesign Betriebstemperatur C, O 2- als Ladungsträger (Ionenleitung über O-Fehlstellen, Frenkeldefekte) Direkter Betrieb mit Erdgas (Kohlegas, Biogas ) ohne vorherige Reformierung möglich Träger Anlauf, Wirkungsgrad bis 80% bei Abwärmenutzung Planares Konzept FZ Jülich keine Edelmetalle als Kat, Aufbau massenproduktionsfähig aber hohe Betriebstemperatur bringt Haltbarkeitsprobleme mit sich (Dichtungen, Elektroden). Siemens-Konzept kommt ohne Dichtungen aus Einsatzgebiete: dezentrale Energieversorgung, ab 1 MW sehr effizient bei Abwärmenutzung, auch Haushaltsanlagen ab 1 kw Röhrenkonzept Siemens- Westinghouse

38 GuD: Gas und Dampfturbine

39 Quellen: Online PDF: Wiederaufladbare Batterien Winter & Besenhard, Chemie in unserer Zeit 33 (1999) 252 (Teil1); 320 (Teil2) Brennstoffzellen Reiche & Haufe, Chemie in unserer Zeit 37 (2004) 400 The Fuel Cell Industry Review 2012 (Johnson Matthey PLC trading) Sonderband Batteries & Fuel Cells : Chemical Reviews 104 (2004) 4243 ff. Hollemann-Wiberg S , 1488 Mediendatenbank Umweltbundesamt: Brennstoffzellen in der stationären Energieversorgung: Varta: Wikipedia (Vorsicht Quellenangaben recherchieren!)

40 2. Exkurs: Mobile Energiespeichersysteme

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42 2. Chemie der Gruppe 1

43 2. Chemie der Gruppe 1

44 2. Chemie der Gruppe 1

45 Wasserstoff als Energieträger Im Prinzip höchster Heizwert aller chemischen Treibstoffe regenerativ, umweltfreundlich Volumetrische und gravimetrische Speicherdichte zentral Heutige Technik: max. 150 kg/m 3 Speicherdichte 6 Speicherarten verfügbar 1) Hochdruck-Gaszylinder 2) Flüssig-H 2 in kryogenen Speichertanks 3) Physisorptionsspeicher auf Materialien mit großen spezifischen Oberflächen 4) Metallhydridspeicher

46 5) Komplexe Hydride (Elemente der HG, Li, Mg, B, Al, etwa [BH 4 ] -, [AlH 4 ] - ) Beispiel (reversibler Prozess) 1. Stufe: 3 NaAlH 4 " Na 3 AlH Al + 3 H 2 (ΔH = 37 kj/mol) 2. Stufe: Na 3 AlH 6 " 3 NaH + Al + 3/2 H 2 (ΔH = 47 kj/mol) Verbindung mit der höchsten gravimetrischen Wasserstoffdichte bei RT: LiBH 4 (18 Masse%), ebenfalls interessant: Al(BH 4 ) 3 : Smp -65 C, flüssig bei RT 6) (Alkali-) Metallspeicher Beispiel Na + H 2 O " NaOH + ½ H 2 (nicht direkt reversibel) Reversibler Prozess ZnO + Solar-Δ (2300K) " Zn (g) + ½ O 2 Zn + H 2 O " ZnO + H 2 Solarkollektor-Kraftwerk (T = C) Ökonomisch relevant (!): 90 MW Solarthermie " 61 GW/a, 0.15 $/kwh Int. J. Hydr. Energy 27 (2002) 611

47 Hauptgruppenchemie Wasserstoffspeichermaterialien Die Verzweiflung ist groß (!) Drei-Platten-Ammoniak-Cracker zur Wasserstoff Gewinnung (EU-Project ACCEPT, 9 Partner) Bericht Energieinnovation in Europa TU Graz 2002 ( bleibt besser unreferenziert) Weltjahresproduktion NH 3 : t Verwendung 80% Dünger, 20% Kunststoffe Speicherung NH 3 : 30 bar, flüssig Spaltung am Kat (Ni/Al/Fe-Oxide/Ru/Pt) Verwendung in Verbindung mit AFC Vorteile: Sicher (Bericht behauptet nicht brennbar... AC*!), CO 2 -frei, NH 3 kein Treibhausgas (??), technisch einfache Handhabung, blabla Nachteile: [ Bericht irrelevant ] Die Ammoniaksynthese frisst 2% des Weltenergieverbrauchs (Wagner AC* 2008)

48 Hauptgruppenchemie Buch der Synergie Cryoplane A320-Basis (H 2 oder Methanol) Golar Freeze Wasserstofftanker