© RegEn-Team, Gymnasium Puchheim H 2 – Kraftstoff der Zukunft.
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HH22 – Kraftstoff der Zukunft – Kraftstoff der ZukunftHH22 – Kraftstoff der Zukunft – Kraftstoff der Zukunft
© RegEn-Team, Gymnasium Puchheim
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