Synlight: H2-Erzeugung mit konzentrierter Solarenergie

Synlight: H2-Erzeugung mit konzentrierter Solarenergie

Synlight

Synlight-Reaktor, © DLR


In Jülich scheint die Sonne seit diesem Frühjahr auf Knopfdruck und zudem 10.000-mal heller als gewohnt. Das Deutsche Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) hat an seinem nordrhein-westfälischen Standort Synlight eingeweiht, 149 Hochleistungsstrahler, die gebündelte Sonnenstrahlung simulieren können. Mit ihrer Hilfe sollen in dem extra dafür errichteten dreistöckigen Forschungsgebäude solare Treibstoffe unabhängig von störenden Wettereinflüssen erforscht werden. (mehr …)

Brennstoffzellenbetriebenes Zulieferfahrrad für die Post

Brennstoffzellenbetriebenes Zulieferfahrrad für die Post

14. März 2007 – Vielerorts sind Postboten emsig strampelnd mit einem Fahrrad unterwegs. Damit diese Art der Fortbewegung zukünftig nicht mehr so anstrengend ist, hat die Hercules GmbH & Co KG aus Neuhof mit der Clean Mobile GmbH aus München ein elektrisches Zustellfahrzeug entwickelt, das zusätzlichen Schub aus einem Brennstoffzellensystem erhält. Vorgestellt wurde dieser fahrfähige Prototyp mit Anhänger erstmals Anfang März während der Post Liberal Messe in Ludwigshafen.
In dem Anhänger installierte Clean Mobil ein Brennstoffzellensystem inklusive eines Elektromotors sowie einer patentierten Steuerung in die Bodengruppe. Der Energiewandler, eine Direkt-Methanol-Brennstoffzelle (DMFC, 180 W), stammt von der SFC Smart Fuel Cell AG aus München. In ihr wird der flüssige Treibstoff Methanol genutzt, um elektrische Energie für den Betrieb des E-Motors zu erzeugen. Dieser liefert 1,5 kW Maximalleistung und 200 W im Dauerbetrieb. Als Emissionen entstehen Wasserdampf und geringe Menge CO2.

Mit einem Liter Methanol kann eine Reichweite von 200 km erreicht werden. Wenn ausreichend Reservekartuschen mittransportiert werden, besteht keine Reichweitenbegrenzung. Das entsprechende Postfahrrad wurde speziell für den Zustellbetrieb optimiert. Es soll später mal zusätzlich zum Fahrer eine Nutzlast von bis zu 120 kg transportieren können. Im Anhänger sollen insgesamt vier Postkörbe Platz finden (Nutzlast: 80 kg).

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Die Projektpartner erhoffen sich von diesem Gespann eine Vereinfachung des Zustellbetriebs. Insbesondere in größeren Zustellkreisen kann auf Ersatzbatterien oder Zwischenstopps zum Aufladen von Batterien verzichtet werden.

Marktreife soll die Antriebseinheit im Herbst 2007 erlangen.

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Probefahrt mit einem Wasserstoff-Postauto

Probefahrt mit einem Wasserstoff-Postauto

Christian Dorer am Steuer des BZ-Postautos, Foto: Annika Bütschi, Die Nordwestschweiz

Christian Dorer am Steuer des BZ-Postautos, Foto: Annika Bütschi, Die Nordwestschweiz


Christian Dorer, der Chefredakteur der az Aargauer Zeitung und Besitzer eines Busführerscheins, steuerte den Wasserstoffbus der PostAuto Schweiz AG von Brugg nach Habsburg und zurück. Er zögerte keine Sekunde, als das schweizerische Busunternehmen bei der Zeitungsredaktion wegen einer Testfahrt anfragte. (mehr …)

Wasserstoff-Explosionen im japanischen Atomkraftwerk

Wasserstoff-Explosionen im japanischen Atomkraftwerk

In dem Atomkraftwerk Fukushima I in Japan ist es dieser Tage wiederholt zu Wasserstoffexplosionen gekommen; in Block 1 am 12. März, in Block 3 am 14. März und in Block 2 am 15. März 2011. Wie tagesschau.de vermeldete gilt es inzwischen als sicher, dass in mindestens einem der insgesamt sechs Siedewasserreaktoren eine Teil-Kernschmelze erfolgt ist. Wie es genau zur Entstehung von Wasserstoff gekommen ist, ist indes noch unklar. Normalerweise ist in derartigen Reaktoren kein Wasserstoff vorhanden – weder gasförmig noch flüssig. Das Gas entsteht erst bei vergleichsweise hohen Temperaturen.
Der Deutscher Wasserstoff- und Brennstoffzellen-Verband (DWV) geht davon aus, dass die Hüllen der Brennstäbe, die den Kernbrennstoff zusammenhalten, indirekt als H2-Quelle herhalten müssen. Diese Hüllen bestehen hauptsächlich aus Zirkonium, einem Metall, das bei etwa 1.000 °C beginnt zu oxidieren. „Da es aber rund um den Reaktorkern keinen freien Sauerstoff gibt, reagiert das Metall mit dem Wasserdampf und entzieht diesem den Sauerstoff. Nimmt man dem Wasser den Sauerstoff weg, bleibt Wasserstoff übrig.“ (Zitat: DWV-Meldung vom 16.03.2011)
Eine andere Möglichkeit, wie sich Wasserstoff bilden könnte, wäre die Thermolyse von Wasser (Spaltung/Dissoziation durch hohe Temperaturen). Die thermische Dissoziation bezeichnet den Zerfall von Molekülen – in diesem Fall das H2O-Molekül – durch Wärmeeinwirkung in seine einzelnen Bestandteile (H2 & O2). Oberhalb einer Temperatur von etwa 4.000 °C vollzieht sich eine direkte Spaltung von Wasserdampf in Wasserstoff und Sauerstoff. Diese Temperaturen werden in einem Reaktor jedoch nicht erreicht. Bei der Anwesenheit spezieller Reaktionspartner (z.B. Jod, Schwefeldioxid) kann die erforderliche Mindesttemperatur jedoch auf 1.000 bis 1.700 °C gedrückt werden. Hierbei würde auch Sauerstoff freigesetzt werden.
Unabhängig davon, auf welchen chemischen Pfaden genau der Wasserstoff bei diesem Unglück erzeugt wurde, steht fest, dass er das Ergebnis einer unbeabsichtigten Reaktorüberhitzung ist. Nachdem das Wasserstoffgas wie auch immer gebildet wurde, stieg es aufgrund seiner hohen Flüchtigkeit und seines niedrigen Eigengewichts rasch nach oben. Es konnte somit über geeignete Ventile oben aus dem Stahlbehälter abgelassen werden. Diese Freisetzung schien notwendig geworden zu sein, um einen Überdruck im Reaktorbehälter zu verhindern.
Wie den bisherigen Meldungen zu entnehmen ist, wurde in den Reaktorbehältern der Gebäude 1 und 3 Wasserstoff gezielt abgelassen, um somit für einen Druckabbau zu sorgen. Außerhalb des Stahlbehälters vermischte sich dieses Gas dann mit dem Luftsauerstoff, so dass ein zündfähiges Gemisch entstand, das sich entzündete und die Gebäudehüllen der Gebäude 1 und 3 absprengte.
Der Stahlbehälter von Reaktor 2 scheint infolge von herab fallenden Gebäudeteilen defekt zu sein. Infolge der dort ebenfalls herrschenden hohen Temperaturen könnte es hier im Inneren des Stahlbehälters zur Bildung eines zündfähigen Gemisches kommen.
Zur Entzündung von Wasserstoff kommt es erst dann, wenn erstens Sauerstoff vorhanden ist, sich zweitens ein zündfähiges Wasserstoff-Sauerstoff-Gemisch gebildet hat und drittens ausreichend Zündenergie zugeführt wird.
Das gesamte Kernkraftwerk Fukushima I verfügt über eine elektrische Bruttoleistung von 4.696 Megawatt, deutlich mehr als deutsche Kraftwerke. Ähnliche Reaktortypen (Siedewasserreaktor) stehen in Deutschland in Brunsbüttel (Bruttostromleistung: 806 MW), Isar 1 (912 MW) und Philippsburg 1 (926 MW). Die Anlage in Krümmel bei Hamburg ist vom gleichen Typ aber leicht modifiziert und größer (1.402 MW).

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