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HH22 – Kraftstoff der Zukunft – Kraftstoff der ZukunftHH22 – Kraftstoff der Zukunft – Kraftstoff der Zukunft

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Herzlich WillkommenHerzlich Willkommen

im Gymnasium Puchheimim Gymnasium Puchheim

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Primärenergieträger werden knapp

Primärenergieträger werden knapp

• Fossile Brennstoffe gehen zur Neige

• Kern-, Sonnen und Windenergie sind Ersatz

=> H2 ist neuer Speicherstoff

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Das Auto ist HauptverkehrsmittelDas Auto ist Hauptverkehrsmittel

• Steigender Komfort=> Steigender Energieverbrauch

• Brennstoffzelle bietet ideale Lösung dafür

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ArbeitsmethodenArbeitsmethoden

• Gruppe von ursprünglich 21 Leuten

=> Modellauto mit APU Technologie +Brennstoffzelle als Energieversorgung

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ArbeitsmethodenArbeitsmethoden

• Einteilung in Fachbereiche

• Wöchentlich 2 Treffen

• Kommunikation über Email-Newsgroup

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Partner aus der IndustriePartner aus der Industrie

• Ballard Power• Shell AG• Swagelok B.E.S.T. & Fetting AG• National Instruments• BMW• Aircool GmbH

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Erzeugung von HErzeugung von H22Erzeugung von HErzeugung von H22

Anodenreaktion: 2H2O + 2e- 2OH- + H2

x 2

Kathodenreaktion: 4OH- O2 + 2H2O + 4e-

Gesamtreaktion: 2H2O 2H2 + O2

Elektrolyseur

Reformieren von Kohlenwasserstoffen

Biochemisches Verfahren

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Funktionsprinzip: Funktionsprinzip: „Kalte Verbrennung“„Kalte Verbrennung“

Funktionsprinzip: Funktionsprinzip: „Kalte Verbrennung“„Kalte Verbrennung“

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Die Versuchs-BrennstoffzelleDie Versuchs-BrennstoffzelleDie Versuchs-BrennstoffzelleDie Versuchs-Brennstoffzelle

0,0

20,0

40,0

60,0

80,0

100,0

120,0

140,0

0 50 100 150

Strom I in mA

Leis

tung

P in

mW

Kennlinie Brenstoffzelle

0

1

2

3

4

0 50 100 150

Strom I in mA

Sp

an

nu

ng

U in

V

Fazit:

Der ideale Energiewandler ist

gefunden, für höhere Leistung wird jedoch ein Stack benötigt

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Großtechnische SpeicherungGroßtechnische SpeicherungGroßtechnische SpeicherungGroßtechnische Speicherung

Druckflaschen 250-300 bar

LH2 Tank -250°C

KohlenstoffNanotubes

Viele Möglichkeiten, je nach Verwendungszweck

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Unser SpeichersystemUnser SpeichersystemUnser SpeichersystemUnser Speichersystem

+ H2-dichte Verbindung300 ml Tank (bis 120bar)

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Gefährlicher Wasserstoff?Gefährlicher Wasserstoff?Gefährlicher Wasserstoff?Gefährlicher Wasserstoff?

4 : 44 : 4

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Sicherheitstests mit dem LHSicherheitstests mit dem LH22-Tank-TankSicherheitstests mit dem LHSicherheitstests mit dem LH22-Tank-Tank

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Stromverbrauch im AutoStromverbrauch im AutoStromverbrauch im AutoStromverbrauch im Auto

Deckung des Bedarfs durch Brennstoffzelle

Komfortsysteme:• Klimaanlage• HiFi/Navigationssystem• DVD• Minibar

Notwendige Systeme:• Lampen• Bordelektronik• Sicherheitssysteme

(ABS, ESP, Airbag,...)

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Darstellung der KomponentenDarstellung der Komponentenin unserem Modellin unserem Modell

Darstellung der KomponentenDarstellung der Komponentenin unserem Modellin unserem Modell

2. Lichtanlage

3. Klimaanlage

1. Sensoren zur Datenerfassung

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SensorenSensorenSensorenSensoren

Temperaturabhängige Temperaturabhängige WiderständeWiderstände Vorgefertigte MesssondeVorgefertigte Messsonde

SpannungsveränderndeSpannungsveränderndeHalbleiter und DrucksondenHalbleiter und Drucksonden

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Funktionsweise einer KlimaanlageFunktionsweise einer KlimaanlageFunktionsweise einer KlimaanlageFunktionsweise einer Klimaanlage

VerdichterKomprimierung des Kühlmittels

Erwärmung

Kondensator Abführung der Wärmean die Umgebung

VerdampferEntspannung und damit Kühlung des Kühlmittels

Kühlung der Umgebung

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Arbeiten bei_________Arbeiten bei_________

1. Besuch am : Planung und Dimensionierung der Anlage

2. Besuch am : Problemlösungen

3. Besuch am : Umsetzung des Projekts

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LabView im UnterrichtLabView im UnterrichtLabView im UnterrichtLabView im Unterricht

• Für Facharbeit schon vorhanden

• Datenerfassung über PCMCIA

•Kennlinien

•Speicherung in Tabelle

•Ausgabe in Diagramm

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Arbeiten mit LabViewArbeiten mit LabViewEinlesen einer Spannung

Vergleich mit Eich-Wert

Abspeicherung in Datei Graphische Ausgabe

Einlesen einer Datei

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ProblemeProbleme

Einrichtung eines Wahlkurses

Verwendung einer Karte für Laptops

Experimente mit verschiedenen Modellen

Programmieren allgemein

Mobilität bei Verwendung

Zu schwaches Signal der Sensoren

Trotz einiger Probleme konnten wir LabViewzur Datenerfassung nutzen

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Sicherheitstests mit dem LHSicherheitstests mit dem LH22-Tank -Tank Sicherheitstests mit dem LHSicherheitstests mit dem LH22-Tank -Tank

Der LH2 Tank im Propanfeuer

Stumpfe mechanischeBelastung

Erhöhter Innendruck durch defekte Isolierung

Der Tank explodierte in keinem Fall !!!

„Leak before rupture“

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ZukunftspläneZukunftspläne

• Druckelektrolyseur• Weitere Messdaten• Steuerung mit LabView• Höherer Tankdruck