Wirksamkeit von Knallgas für Kfz
Hallo geschätzte Community,
ich habe die Tage mal im Internet herumgelesen und zusammen mit meinem spärlichen Chemiehalbwissen kam mir die Frage in den Sinn, was eigentlich dagegen spräche, Autos ausschließlich mit Knallgas als Brennstoff zu betreiben. (Entweder im Kfz durch Akkus erzeugt, oder aber getankt).
Ich bin natürlich auf die Idee gestoßen, es ähnlich wie Lachgas zuzuspritzen (wo sehr unterschiedliche Meinungen bezüglich der Effizienz vertreten waren), aber wenn schon, denn schon!
Die Websites, die ich zu dem Thema gefunden habe wirken doch eher pseudowissenschaftlich, daher hier meine Fragen:
Ist es technisch gesehen möglich, einen Motor durch die Verbrennung von Knallgas zu betreiben? Wenn ja, ist dies dauerhaft finanziell günstiger? Wo liegen die technischen Hürden? Was spricht gegen eine Einführung dieser Motoren (abgesehen von der ja ach so mächtigen Ölindustrie)?
Danke im Vorraus für Mühe und Antworten, Robbske
12 Antworten
Hallo!
Ja, Knallgas oder auch Brown´sches Gas genannt könnten selbstverständlich als Treibstoff in Verbrennungsmotoren verwendet werden und verbrennen zu Wasser.
Die Herstellung des Brown´schen Gases kostet aber Energie. Hergestellt wir es mittels Elektrolyse, die beiden gasförmigen Anteile aber nicht getrennt, sondern miteinander gespeichert. Somit wäre Brown´sches gas wesentlich ungefährlicher in der Lagerung als reiner Wasserstoff - der mM nach nicht (mehr) der Treibstoff der Zukunft sein wird.
Und Strom kann ich heute umweltschonend erzeugen mittels Windkraft, Wasserkraft und Photovoltaik. Das wäre also keine Herausforderung.
In den USA werden ganze Kleinstädte auf diese Art und Weise völlig autark mit Strom versorgt. Hydrogen-Plants nennen sich solche Anlagen, die mittels Windkraft und Photovoltaik Wasser zu Brown´schem Gas umwandeln und komprimiert lagern. Durch die anschliessende Verbrennung in Verbrennungsmotoren mit angeflanschten generatoren wird dann Strom daraus. Diese Anlagen gibt es fix und efrtig zu kaufen, je nach gewünschter Leistung.
In Asien und China wird in grossem Stil mit Brown´schem Gas geschweisst, da es eine sehr heisse Flamme liefert. Zu diesem Zweck gibt es auch mobile bis stationäre Brown´sche Gas Erzeuger.
Bei uns hört man/frau von dieser seit Jahrzehnten angewendeten Technologie nichts.
Aber zu deiner Frage, der Verwendung in Automotoren: Ja. ist möglich, aber mM nach nicht sinnvoll, da das Konzept eines klassischen Automotors (Hubkolbenmotor) so was von veraltet ist und einen schlechten Wirkungsgrad hat, dass es jetzt an der Zeit ist, dieses Konzept durch Elektromotore zu ersetzen, was auch passiert weltweit.
Das Lithium-Ionen-Akkus nicht der Weisheit letzter Schluss ist, ist allen Beteiligten klar. Daher gehen die Forschungen auch in andere Richtungen, wie zB Alu-Air-Akkus. Oder in Richtung Superkondensatoren, da ist den Koreanern wieder einen interessante Entwicklung geglückt.
Die Brennstoffzelle habe ich schon vor 40 Jahren während meines Studium kennen gelernt. Inzwischen haben sich wirklich - auch finanziell starke Firmen - damit beschäftigt. Sie haben aber alle die Entwicklung auf Eis gelegt, da die Problematik wesentlich komplexer ist, als ursprünglich angenommen. Und danmn kommt noch die Problematik des Wasserstoffs hinzu.
Die Zukunft gehört dem Strom und seinen Motoren (zB AFIM-Motore). Beim Stromspeichersind endlich viele interessante Ansätze vorhanden und es wird momentan enorm viel entzwickelt auf diesem Gebiet.
Das wir im deutschsprachigen Raum so ziemlich alles verschlafen momentan, wird uns noch lange nachhängen und die wirtschaftliche Lage stark verändern. Ich sage nur China, Indien und Asien, das sind die Zentren, wo sich momentan der Schwerpunkt dieser Entwicklungen befindet.
LG Bernd
Toyota hat Ende letzten Jahres mit dem Mirai das erste Serienfahrzeug mit Wasserstoff-Antrieb auf den Markt gebracht, und es verkauft sich wohl trotz des enorm hohen Preises überraschend gut.
http://www.n-tv.de/auto/Toyotas-Mirai-erfolgreicher-als-gedacht-article14391986.html
Technisch ist es irgendwie sicher möglich, bestimmt aber nicht sinnvoll, sonst würde man die Technik anwenden. So einem Antrieb würde vielleicht das gleiche Schicksal widerfahren, wie weiland dem Wankelmotor!
> (Entweder im Kfz durch Akkus erzeugt, oder aber getankt).
Ersteres wäre sinnlos - mit dem Akku kann ich besser einen Elektromotor betreiben, da bekomme ich dann mehr als die dreifache Antriebsenergie. Das ist der Weg, der momentan von Industrie und Politik favorisiert wird.
Tanken sollte man nicht Knallgas, sondern nur den Wasserstoff. Ist sicherer, und braucht weniger Platz. Versuchsfahrzeuge gibt es - ist also machbar.
> Wenn ja, ist dies dauerhaft finanziell günstiger?
Nein. Wenn das alle machen, erhebt der Staat die Mineralölsteuer (die auch heute schon auf nicht-mineralische Treibstoffe erhoben wird) auch auf Wasserstoff, und aus ist es mit dem Kostenvorteil.
Klar ist aber auch, dass Erdöl immer teurer wird, so dass irgendwann jede Alternative günstiger sein wird.
> Wo liegen die technischen Hürden?
Technisch im Detail - Wasserstoff kann unter Druck gespeichert werden, oder unter Kühlung, und entweicht sehr leicht auch durch kleinste Lecks.
Schwieriger sind die nicht-technischen Hürden, wie die fehlenden Wasserstoff-Tankstellen. So eine Wasserstoff-Zapfanlage ist technisch aufwendig, und solange es kaum Kundschaft gibt, lohnt sie sich nicht.
Eine Strom-Zapfstelle ist einfach zu bauen - und deshalb wird derzeit von den Politikern der Elektroantrieb favorisiert. Bis das Li knapp wird, haben wir noch Zeit, um wahlweise andere Batterien (vielleicht klappt es ja mit Al, davon haben wir genug) oder andere Antriebskonzepte zur Marktreife zu bringen.
Lakehurst: Bei Blitzschlag sind auch schon andere Sachen passiert, und man hat daraus gelernt!
s.a. meinen Kommentar zu berndamsee in der Frage von dompfeifer
Lakehurst war kein Blitzschlag. Es war ein durch elektrostatische Aufladung verursachter Potentialausgleich (Funke) zw. Luftschiff und Anlegemast, der zur Katastrophe geführt hat. Also an und für sich eine Kleinigkeit.
Ja, und aus Lakehurst hat man/frau gelernt, eben keinen Wasserstoff mehr einzusetzen!
LG Bernd
> Reinen Wasserstoff zu lagern ist wesentlich gefährlicher als Brown´sches Gas zu lagern.
Wasserstoff ist ungefährlich, solange kein Sauerstoff dazukommt. Deshalb hat die Hindenburg auch nur gebrannt und ist nicht explodiert.
Knallgas, egal ob schulwissenschaftliches oder Brown'sches, explodiert.
> da Regierungen einfach keinen Plan haben, wie sie das jetzt besteuern oder kontrollieren sollen
Nichts einfacher als das: Zähler verpflichtend vorschreiben und eine Sonenenergiesteuer erheben unabhängig davon, ob die selbsterzeugte Elektrizität für den Haushalt oder für das Auto genutzt wird.
Den Antrieb mittels Wasserstoff, der in einer Brennstoffzelle Strom für Elektromotoren erzeugt, gibt es breits und der wird auch im praktischen erprobt. So hat z.B. Hamburg eine ganze Flotte von Nahverkehrsbussen, die mit H2 angetrieben werden und die bisherigen Versuche sehen sehr vielversprechend aus.
Die Nutzung mittels Brennstoffzelle ist jedenfalls wesentlich effektiver, als den Wasserstoff mit einem klassischen Motor zu verbrennen.
In dieser Technik sehe ich ebenfalls den Antrieb der Zukunft, der den akkubetriebenen Antrieb ablösen wird.
Hallo! In einem Punkt stimme ich nicht überein: Reinen Wasserstoff zu lagern ist wesentlich gefährlicher als Brown´sches Gas zu lagern.
Wobei, wenn ich die Wahl habe, ich keines von beidem lagern möchte. Klassisches Beispiel für Wasserstoff und seine Gefährlichkeit ist der Brand des Zeppelins Hindenburg (LZ 129) 1937 beim Anlegemanöver in Lakehurst (USA).
Benzin oder Diesel ist im Vergleich zu Wasserstoff das reinste Löschmittel. Dies ist mM nach auch einer der Gründe, warum es zu keiner Wasserstoff-Infrastruktur mehr kommen wird. Von der Gefährlichkeit einmal abgesehen, sind die Kosten einer Wasserstoff-Infrastruktur im Vergleich zu dem Kosten einer (schon in weiten Teilen) vorhandenen Strom-Infrastruktur gewaltig.
Die Gründe, warum europäische Regierungen teilweise so zurückhaltend sind bei der Förderung von eCars, liegt darin begründet, dass ich Strom dezentral herstellen kann, sprich jeder könnte sich seinen Strom für sein Auto mittels Photovoltaik selber generieren. Und da liegt der Hund begraben, da Regierungen einfach keinen Plan haben, wie sie das jetzt besteuern oder kontrollieren sollen. Sie haben einfach ihre Hausaufgaben seit Jahrzehnten vernachlässigt in diesem Bereich und werden jetzt von der weltweiten Entwicklung überrollt. Da hilft auch kein wegsehen, ignorieren oder beteuern, dass es noch Jahrzehnte dauern wird. Die eCars sind bereits unter uns ... und es wird diesmal nicht mehr zum stoppen sein (a la 1999).
LG Bernd