MP3-Player mit Brennstoffzelle

[Undertaker]

hi

sehr interessant:

http://www.hartware.de/news_38530.html

wenn die brennstoffzelle für notebooks auch bald kommt, sind zweistellige stundenlaufzeiten auch für die spielegeräte mit 6800go/x800xt denkbar

preiset den fortschritt :D

mfg undertaker

[05858]

das wär echt cool, aber erst ende 2007? scheint ja schon jetzt ganz gut zu funktionieren

[cyrix1]

Jo, gute Idee.
Methanol ist ja nicht sonderlich schwer herzustellen, und könnte als billiger Energieträger genutzt werden.

[zeckensack]

Ich bin auch sehr froh dass es Methanol geworden ist, und nicht der von mir verhasste Wasserstoff (Hype ahoi).

[skoRn]

Was spricht bis auf die schwerere Herstellbarkeit denn gegen H?

[D4ve]

Ich bin auch sehr froh dass es Methanol geworden ist, und nicht der von mir verhasste Wasserstoff (Hype ahoi).

Zumal es sich aus Mais- und Rapsöl herstellen lässt :)

[D4ve]

Was spricht bis auf die schwerere Herstellbarkeit denn gegen H?

Das ist quasi momentan das Hauptproblem: die Herstellung ist aufwändig. H im industriellen Rahmen herzustellen ist wohl so teuer wie die herkömmlichen Energieformen. Denn es müsste elektrolytisch aus normalem Wasser abgespalten werden und dafür braucht man Strom. Und der muss auch erstmal irgendwie erzeugt werden.

[huha]

Was spricht bis auf die schwerere Herstellbarkeit denn gegen H?

Schlechte Transportmöglichkeit, Probleme bei der Lagerung, eigentlich mehr oder weniger alles ;)
Wenn das Zeug gasförmig ist, dann muß man es entweder so lange unter Druck setzen, bis es sich verflüssigt oder eben gasförmig einfüllen. Ersteres erfordert wieder im Abspielgerät einen Drucktank mit entsprechenden Vorrichtungen, letzteres minimiert die nutzbare Zeit auf verschwindend kurze Zeitdauern oder veranlaßt dich, neben deinem mp3-Player einen Luftballon mit dir rumzutragen.
Noch hinzugenommen, daß flüssiger Wasserstoff bei einer Leckage des Drucktanks ne Sauerei gibt, weil's saukalt und hochentzündlich ist.

Alkohole sind hier die bedeutend bessere Lösung, obwohl Methanol natürlich auch nicht ganz ungefährlich ist-- Ethanol wäre hier IMHO das Nonplusultra. Gut erhältlich, recht ungefährlich (vor allem wissen die Leute, mit was sie es zu tun haben, Spiritus ist einfach zu bekannt, als daß jemand auf die Idee kommen würde, es zu trinken-- natürlich kann man das machen, aber es schmeckt halt nicht, sonderlich schädlich ist's nicht, ist ja "nur" Ethanol, bei Methanol sieht die Sache schon anders aus) und sehr günstig.


-huha

[Gast]

irgendwie ist das ganze aber schon lästig wenn man das gerät nicht daheim einfach an der steckdose aufladen kann.

[ilPatrino]

ich warte immer noch auf die einsetzbare brennstoffzelle in mobilen geräten. am strand sitzen, sich nen doppelten hinter die binde gießen und dem schleppi auch nen schluck abgeben =)

[05858]

hab mich auch grad gefragt, ob man den mp3-player auf ner party mitn schuss vodka wieder zum laufen bringt ;D

[KaKÅrØT]

einmal auftanken bitte ....

jetzt kommt man zur tanke mit dem mp3 player *LOL*

ich werde mein notebook mal 100oktan verpassen mal sehen wie lange es läuft


^^*alles sinnfrei*


Für notebooks wäre dies sicher genial aber wie sieht es mit der gefahr aus z.b. es fliegt hinunter und man raucht eine wirft die kippe ins notebook ? *boom*?

[patermatrix]

Bei den winzigen Mengen?

Und dein Auto explodiert auch nicht, nur weil du daneben rauchst... :tongue:

[KaKÅrØT]

nen mini automat diesel ;95;98;100 oktan ; notebook ; mp3 player :D

[pancho]

Meines Wissens lässt sich Wasserstoff alleine durch Druck nicht verflüssigen. Man müsste ihn noch auf ca -170°C kühlen IIRC.

Ein Problem bei Methanol ist, dass immer noch Kohlenstoff enthalten ist. Das mag für den Laptop oder mp3-Player egal sein, steht aber der Nutzung in Fahrzeugen im Weg, weil dann immer noch Treibhausgase freigesetzt würden. Außerdem ist das Massenverhältnis m(H):m(C) mit 4:12 auch nicht gerade berauschend
.

[huha]

Meines Wissens lässt sich Wasserstoff alleine durch Druck nicht verflüssigen. Man müsste ihn noch auf ca -170°C kühlen IIRC.

Dazu kann ich zwar nichts sagen, halte ich jedoch für unwahrscheinlich.

Ein Problem bei Methanol ist, dass immer noch Kohlenstoff enthalten ist. Das mag für den Laptop oder mp3-Player egal sein, steht aber der Nutzung in Fahrzeugen im Weg, weil dann immer noch Treibhausgase freigesetzt würden.

By the way: Wasserdampf ist Treibhausgas #1.

Außerdem wird der Methylalkohol ja nicht aus der Erde gepumpt, sondern aus nachwachsenden Rohstoffen hergestellt, welche zuvor das CO2 gebunden haben.

Außerdem ist das Massenverhältnis m(H):m(C) mit 4:12 auch nicht gerade berauschend.

Allerdings läßt sich Methanol weitaus besser herstellen, transportieren und lagern, was absolut dafür spricht.

-huha

[pancho]

Dazu kann ich zwar nichts sagen, halte ich jedoch für unwahrscheinlich.


"Unterhalb von -240°C läßt sich Wasserstoff verflüssigen" Klick! (http://techni.chemie.uni-leipzig.de/schueler/bz/grundl.htm)
Da war ich doch mit meinen -170°C noch zu optimistisch...


By the way: Wasserdampf ist Treibhausgas #1.

Echt? Wusste ich noch nicht. Quelle?

Außerdem wird der Methylalkohol ja nicht aus der Erde gepumpt, sondern aus nachwachsenden Rohstoffen hergestellt, welche zuvor das CO2 gebunden haben.

In diesem Fall natürlich kein Treibhauseffekt, da hast Du Recht.


Allerdings läßt sich Methanol weitaus besser herstellen, transportieren und lagern, was absolut dafür spricht.

-huha

Jain. Für Laptops mag das ok sein, aber wenn eine Tankfüllung mal 200 kg hat, müsste man etwas daran ändern. Hat jemand zufällig mal die Energiedichten Von Benzin und Methanol bei Benutzung in einer Brennstoffzelle? [Spekulation] Die Hs sind ja gebunden und müssten erstmal vom C befreit werden. Dazu wird dieses oxidiert werden müssen, oder? Wie macht man das? Endotherm oder exotherm?

[klutob]

By the way: Wasserdampf ist Treibhausgas #1.

Außerdem wird der Methylalkohol ja nicht aus der Erde gepumpt, sondern aus nachwachsenden Rohstoffen hergestellt, welche zuvor das CO2 gebunden haben.

Da muß ich dich leider enttäuschen. Industriell wird CH3OH aus Methan (bzw. Synthesegas) hergestellt.

Methan + therm. Energie (Prozeßwärme) + Kat (Zinkoxid) + Wasser + Luft -->
Methanol

Die weltweite Methanolproduktion stellt mittlerweile den zweithöchsten (nach der Amoniakherstellung) weltweiten Energiebedarf in der Produktionskette. :eek:


Allerdings läßt sich Methanol weitaus besser herstellen, transportieren und lagern, was absolut dafür spricht.

-huha

Wie oben ersichtlich läßt sich zwar viel einfacher/effizienter Wasserstoff herstellen, das Transportproblem von Gasen betrifft ihn aber wegen seinen einzigartigen physikalischen Eigenschaften (extrem starke Diffusion durch alle Materialien) besonders stark. Ganz ungefährlich ist der Wasserstoffträger Methanol leider ganz und gar nicht. Er wirkt als ein starkes Nervengift und ist Krebserregend (kanzerogen) im Hautkontakt/Oral oder als Aerosol.

Für solche Kleinstbrennstoffzellen, könnte vllt. in Zukunft auch noch die Speichermetalltechnologie interessant werden (1g Palladium lagert bis zu 1kg! Wasserstoff ein).

[huha]

"Unterhalb von -240°C läßt sich Wasserstoff verflüssigen" Klick! (http://techni.chemie.uni-leipzig.de/schueler/bz/grundl.htm)
Da war ich doch mit meinen -170°C noch zu optimistisch...

Gilt allerdings für Normaldruck, bei Druckerhöhung verflüssigt sich das Zeug wesentlich schneller, sonst könnte man ja auch sonst kein Flüssiggas ohne aufwendige Kühlung lagern-- wird aber gemacht ;)


Echt? Wusste ich noch nicht. Quelle?


"Das wichtigste natürliche Treibhausgas ist Wasserdampf, der etwa zu 70% zum natürlichen Treibhauseffekt beiträgt. Kohlendioxid und Methan haben mit etwa 25% (CO2) bzw. etwa 2% (CH4) einen deutlich geringeren Beitrag am natürlichen Treibhauseffekt." (http://de.wikipedia.org/wiki/Treibhausgas)


Jain. Für Laptops mag das ok sein, aber wenn eine Tankfüllung mal 200 kg hat, müsste man etwas daran ändern. Hat jemand zufällig mal die Energiedichten Von Benzin und Methanol bei Benutzung in einer Brennstoffzelle? [Spekulation] Die Hs sind ja gebunden und müssten erstmal vom C befreit werden. Dazu wird dieses oxidiert werden müssen, oder? Wie macht man das? Endotherm oder exotherm?

Energiedichtenvergleich (Quelle: Wikipedia):
Wasserstoff:
Energiedichte je m3 2,98 kWh/m³ (= 0.00298 kWh/l)
Energiedichte je kg 33,3 kWh/kg

Methanol:
Energiedichte pro Liter 4,42 kWh/l
Energiedichte pro kg 5,6 kWh/kg

Benzin:
Energiedichte pro Liter = 8,9 kWh/l = 32 MJ/l
Energiedichte pro kg = 12 kWh/kg = 43 MJ/kg

Ethanol:
Energiedichte pro Liter = 5,87 kWh/l = 21,14 MJ/l
Energiedichte pro kg = 7,44 kWh/kg = 26,78 MJ/kg


Bitte beachten, daß sich das Zeug hier auf Normaldruck bezieht, Flüssigwasserstoff hat also eine wesentlich höhere Energiedichte pro Liter!

Wenn wir einfach mal ganz blauäugig davon ausgehen, daß Methanol genauso verbrannt respektive anderweitig umgesetzt werden kann wie Benzin (eben so, daß sich nacher der selbe Wirkungsgrad ergibt), so bräuchte man etwa die doppelte Menge Methanol. Das geht eigentlich IMHO.
Benzin hat eine Dichte von etwa 0.7kg/l, Methanol liegt bei etwa 0.78kg/l, was die Sache natürlich insofern erschwert, daß die Methanolfüllung dann etwa doppelt so schwer wäre.

Was jetzt genau ablaufen muß, um dort Energie rauszukriegen, weiß ich leider nicht, allerdings halte ich persönlich Methanol für intelligenter als Wasserstoff, da gerade im Umgang mit flüssigen Gasen, die unter Druck stehen, Vorsicht walten muß. Methanol ist zwar, im Gegensatz zu Wasserstoff, giftig, allerdings brennt's nicht ganz so leicht, was IMHO von Vorteil ist. Komplizierte Lagerungs- und Transportverfahren fallen ebenso weg wie die Suche nach einem geeigneten Trägermaterial. Für kompakte Geräte ist Wasserstoff wegen der notwendigen Tanks und Betankungsanlagen sowieso völlig sinnlos.

Ethanol wäre letztendlich IMHO sehr optimal. Nicht* giftig, gute Energiedichte und vor allem weitreichend existierende Produktionsanlagen und sehr, sehr gute Verfügbarkeit.

-huha
*zumindest nicht so giftig wie Methanol

[huha]

Da muß ich dich leider enttäuschen. Industriell wird CH3OH aus Methan (bzw. Synthesegas) hergestellt.

Methan + therm. Energie (Prozeßwärme) + Kat (Zinkoxid) + Wasser + Luft -->
Methanol

Die weltweite Methanolproduktion stellt mittlerweile den zweithöchsten (nach der Amoniakherstellung) weltweiten Energiebedarf in der Produktionskette. :eek:

Okay, wußte ich nict, schon wieder was gelernt.
Das macht die Sache natürlich irgendwie ziemlich nutzlos, sinnvoller wäre eine Erzeugung auf "natürlichem" Wege, sprich durch destillation von Pflanzen etc.
Bei Wasserstoff sieht die Situation ja zur Zeit auch nicht anders aus, der wird auch hauptsächlich aus Erdgas gewonnen...


Wie oben ersichtlich läßt sich zwar viel einfacher/effizienter Wasserstoff herstellen, das Transportproblem von Gasen betrifft ihn aber wegen seinen einzigartigen physikalischen Eigenschaften (extrem starke Diffusion durch alle Materialien) besonders stark. Ganz ungefährlich ist der Wasserstoffträger Methanol leider ganz und gar nicht. Er wirkt als ein starkes Nervengift und ist Krebserregend (kanzerogen) im Hautkontakt/Oral oder als Aerosol.

Klar, das ist eben der Nachteil von Methanol. Wobei man sich andererseits natürlich fragen muß, ob Benzin nicht ähnliche Eigenschaften wie Methanol vorweist, zumindest, was die Giftigkeit betrifft (leider konnte ich auf die schnelle keine Zahlen finden-- sorry.)

Für solche Kleinstbrennstoffzellen, könnte vllt. in Zukunft auch noch die Speichermetalltechnologie interessant werden (1g Palladium lagert bis zu 1kg! Wasserstoff ein).

Ja, interessante Entwicklung, die man weiterverfolgen könnte-- ich bleibe allerdings dabei, daß besonders für kleine Brennstoffzellen Wasserstoff ziemlich schwachsinnig ist, weil eben vor allem ein Problem besteht: Wie kriegt man das Zeug dort rein?
Flüssigwasserstoff ist recht gefährlich, weil er bei Austritt zu Erfrierungen führen kann (wie jedes Flüssiggas), außerdem könnte er sich sicher irgendwo entzünden und zu fatalen Folgen führen. Da halte ich Alkohole mit geringeren Energiedichten für sinnvoller, da beim Betanken der Mini-Tanks auch nicht diese Risiken bestehen.

-huha

[klutob]

Energiedichtenvergleich (Quelle: Wikipedia):
Wasserstoff:
Energiedichte je m3 2,98 kWh/m³ (= 0.00298 kWh/l)
Energiedichte je kg 33,3 kWh/kg

Methanol:
Energiedichte pro Liter 4,42 kWh/l
Energiedichte pro kg 5,6 kWh/kg

Benzin:
Energiedichte pro Liter = 8,9 kWh/l = 32 MJ/l
Energiedichte pro kg = 12 kWh/kg = 43 MJ/kg

Ethanol:
Energiedichte pro Liter = 5,87 kWh/l = 21,14 MJ/l
Energiedichte pro kg = 7,44 kWh/kg = 26,78 MJ/kg


Diese Energieangaben sind für eine Brennstoffzelle nicht relevant, da nur die Reaktion
H2 + 1/2 O2 -->H2O
für die Energiegewinnung innerhalb einer Brennstoffzelle zugänglich ist. Bei den von dir angegebenen kalorimetrischen Verbrennungsenergien wird zusätzlich die Reaktion
C + O2 --> CO2
miteinbezogen.

Es interessiert allein das Stoffmengenverhältnis Wasserstoff:Kohlenstoff:andere Elemente:

Kohlenstoff Wasserstoff andere Elemente
Wasserstoff H2 : 1
Methan CH4 : 1/4 1
Methanol CH3OH : 1/4 1 1/4
Ethanol: C2H5OH : 1/3 1 1/6
Benzin (100 Oktan)
C8H18 4/9 1

Pro nutzbarer Wasserstoffnutzmenge sieht die Reihe somit so aus:

Wasserstoff>Methan/Methanol>Ethanol>>Benzin.

Benzin als Wasserstoffträger wäre also absolut blödsinnig, da man rund 5,3g Kohlenstoff (4/9x12g molare Masse Kohlenstoff) für ein Gramm Wasserstoff transportiren muß.
Ethanol: 4g Kohlenstoff zu 1g Wasserstoff
Methanol 3g Kohlenstoff zu 1g Wasserstoff

[zeckensack]

<...>
Es interessiert allein das Stoffmengenverhältnis Wasserstoff:Kohlenstoff:andere Elemente:
<...>Da wäre ich mir nicht so sicher.
Daimler/Chrysler forscht seit geraumer Zeit an der ominösen Methanol-Direktbrenstoffzelle, die a)den Reformer überflüssig macht, und b)die bei der Oxidation des Kohlenstoffs freigegebene Energie ebenfalls in Strom umwandeln können soll. Und wahrscheinlich gibt's noch mehr Firmen, die sich für eine solche Möglichkeit interessieren würden ...

Und in der Tat, wenn du die Meldung des Threadstarters mal bei vernünftige(re)n Nachrichtendiensten raussuchst, wirst du sehen dass es sich bei dieser Zelle ebenfalls um eine solche "DMFC" handelt.

CNet (http://news.com.com/Toshiba+claims+fuel+cell+breakthrough/2100-1001_3-5247990.html)
Gizmag (http://www.gizmag.co.uk/go/4609/)
Toshibas eigene Pressemeldung (größeres, älteres Modell vom März) (http://www.toshiba.co.jp/about/press/2003_03/pr0501.htm)

edit:
Btw ist hier aus technischen Gründen Methanol besser als Ethanol, da das Verhältnis Kohlenstoff zu Sauerstoff zu Wasserstoff günstiger ist. Der Kohlenstoff ist hier quasi eine Zusatzbelastung der Zelle, da er zuviel Sauerstoff "verbraucht". Sogar das Methanol muss noch erheblich mit Wasser verdünnt werden, damit's passt. Ethanol hat doppelt soviel Kohlenstoff pro Sauerstoff, und ist deswegen, trotz der höheren Energiedichte, weniger praktikabel.

[klutob]

Hi,

Da wäre ich mir nicht so sicher.
Daimler/Chrysler forscht seit geraumer Zeit an der ominösen Methanol-Direktbrenstoffzelle, die a)den Reformer überflüssig macht,

Hmm zu a)
Der "Reformer" (wie üblich Pt/Rh Mischungen) sitzt in der DMFC direkt auf der Anode. Vorteile -->Baugröße, Integration;
Nachteile -->schlechterer Wirkungsgrad ggü. einem Refomer der "klassischen" Bauweise, geringere Energiedichte

und b)die bei der Oxidation des Kohlenstoffs freigegebene Energie ebenfalls in Strom umwandeln können soll. Und wahrscheinlich gibt's noch mehr Firmen, die sich für eine solche Möglichkeit interessieren würden ...

Das stimmt nicht.
Die Oxidation (Shiftreaktion) von Methanol mit Wasser (nix Verdünnung) liefert "nur" thermische Energie + Wasserstoff. Leider wird bei den von dir angegebenen Links verschwiegen, das dies eine Gleichgewichtsreaktion mit mieser Ausbeute ist. Damit ist auch der Wirkunkgrad der Zelle nicht so toll, liegt nur bei ungefähr 45% (über den gesamten Lebenszeitraum).

Und in der Tat, wenn du die Meldung des Threadstarters mal bei vernünftige(re)n Nachrichtendiensten raussuchst, wirst du sehen dass es sich bei dieser Zelle ebenfalls um eine solche "DMFC" handelt.

CNet (http://news.com.com/Toshiba+claims+fuel+cell+breakthrough/2100-1001_3-5247990.html)
Gizmag (http://www.gizmag.co.uk/go/4609/)
Toshibas eigene Pressemeldung (größeres, älteres Modell vom März) (http://www.toshiba.co.jp/about/press/2003_03/pr0501.htm)

edit:
Btw ist hier aus technischen Gründen Methanol besser als Ethanol, da das Verhältnis Kohlenstoff zu Sauerstoff zu Wasserstoff günstiger ist. Der Kohlenstoff ist hier quasi eine Zusatzbelastung der Zelle, da er zuviel Sauerstoff "verbraucht". Sogar das Methanol muss noch erheblich mit Wasser verdünnt werden, damit's passt. Ethanol hat doppelt soviel Kohlenstoff pro Sauerstoff, und ist deswegen, trotz der höheren Energiedichte, weniger praktikabel.

Genau. aber nur, weil es noch keine DEFC gibt, mit einem Wirkungsgrad >= Ottomotor (wg. der schwierig zu realisierenden Shift-Reaktion vom C(-IV) zu C(IV) im Ethanolmolekül).

[Kinman]

Mit Wasserstoff wäre es schon interessant. Allerdings müsste die Herstellung im Gerät stattfinden.

Tank auf, Wasser rein und dann mal eine Nacht an die Steckdose hängen. D.h. Brennstoffzelle als Akku.

mfg Kinman