07 Energiespeichersysteme Flashcards
Was sind die Hauptanforderungen an Energiespeicher in Fahrzeugen?
- Masse
- Volumen
- Betriebsverhalten
- Temperaturverhalten
- Sicherheit
- Lade-/Entladeverhalten
- Lebensdauer
- Recyclingfähigkeit
Welche Energiespeichersysteme werden für alternative Fahrzeugantriebe betrachtet?
- Wasserstoffspeicher
- Superkondensatoren
- Batteriespeicher
- Schwungradspeicher
- Hydraulikspeicher
Welche Speicherarten gibt es für Wasserstoff?
- Druckspeicher (CGH2)
- Kryospeicher (LH2)
- Metallhydridspeicher
- Flüssig organische Wasserstoffträger (LOHC)
Was ist der Vorteil von Druckspeichern für Wasserstoff?
Hohe Energiedichte bei vertretbaren Kosten, weit verbreitet bei 700 bar.
Wie wird Wasserstoff im Kryospeicher gespeichert?
Als flüssiger Wasserstoff (LH2) bei -253°C, wodurch eine höhere Dichte erreicht wird.
Welche Vor- und Nachteile haben Metallhydridspeicher?
- Vorteile: Sicher, gute volumetrische Speicherdichte, hohe Reinheit des Wasserstoffs
- Nachteile: Hohes Gewicht, langsame Be- und Entladung, hohe Kosten
Was sind die Vorteile von LOHC (Flüssig organischen Wasserstoffträgern)?
- Hohe Energiedichte
- Sichere Lagerung bei Normalbedingungen
- Nutzung bestehender Infrastruktur
Wie hoch ist der Energieaufwand zur Verflüssigung von Wasserstoff?
Ca. 20-30 % des unteren Heizwerts des gespeicherten Wasserstoffs.
Welche Speichertechnologie wird derzeit am häufigsten im Fahrzeugbereich eingesetzt?
Druckspeicher mit 700 bar sind der aktuelle Standard.
Welche Speicherart ist für den Transport großer Wasserstoffmengen geeignet?
Kryospeicher aufgrund der hohen volumetrischen Energiedichte.
Was ist der gravimetrische Heizwert von Wasserstoff?
120 MJ/kg, etwa dreimal so hoch wie der von Benzin.
Welche Energiespeicher eignen sich besonders für Bremsenergierückgewinnung?
Superkondensatoren aufgrund ihrer hohen Leistungsdichte und schnellen Ladefähigkeit.
Wie unterscheiden sich Hoch- und Niedertemperatur-Metallhydridspeicher?
- Hochtemperatur (200–300 °C): Höhere Speicherdichte, aber Brandgefahr
- Niedertemperatur (20–90 °C): Einfachere Handhabung, geringere Speicherdichte
Welche Rolle spielen Superkondensatoren in Fahrzeugen?
Sie werden zur kurzfristigen Energiespeicherung und für Leistungspeaks genutzt.
Warum ist die volumetrische Energiedichte von LOHC begrenzt?
Es wird zusätzlicher Platz für das Trägermaterial benötigt.
Welche Tanktypen gibt es bei Wasserstoff-Druckspeichern?
- Typ 1: Stahlflasche
- Typ 2: Metallliner mit teilweiser Faserumwicklung
- Typ 3: Metallliner mit vollständiger Faserumwicklung
- Typ 4: Kunststoffliner mit vollständiger Faserumwicklung
Wie hoch ist die Energiedichte eines 700-bar-Druckspeichers?
Etwa 0,9 kWh/l.
Wie lange kann Wasserstoff in einem Kryospeicher verlustfrei gelagert werden?
Ca. 3 Tage ohne aktive Kühlung, bis zu 12 Tage mit Wiederkühlungssystem.
Wie funktioniert die Wasserstofffreisetzung bei LOHC?
Durch Dehydrierung bei 50–420 °C unter Katalysatorwirkung.
Welches Fahrzeug nutzt LOHC als Speicherform?
Bisher wird LOHC vor allem im Forschungsbereich getestet, es gibt keine breite Fahrzeuganwendung.
