Brennstoffzellen in der Luftfahrt?

[Iberia]

Ich schreibe in der Schule gerade an einer Arbeit über die Brennstoffzelle. Diese Arbeit muss ca. 30 Seiten umfassen. Neben meinen Versuchsergebnisse muss ich auch Allgemeines über die Brennstoffzelle schreiben.

Ich möchte gerne auch über die Vor- und Nachteile der Brennstoffzelle und über eine mögliche zuküfntige Verwendung dieser bei Autos, Flugzeugen, etc. schreiben.

 

Deshalb würde mich interessieren, ob ihr glaubt, dass die Brennstoffzelle irgendwann (in 10 Jahren oder später) auch in der Luftfahrt (statt Kerosin) für den Antrieb von Flugzeugen verwendet wird.

[Mamluk]

Für die Versorgung mit Strom an Bord sicherlich denkbar - als Antriebs-ersatz sicherlich nicht.Brennstoff-zellen erzeugen ja Strom und mit dem kann man z.zt. noch kein leistungsfähiges Aggregat als Flugmotor betreiben.

Auch Flüssig-gas -wie testweise bei enigen TU 154 Flugzeugen erprobt,wird sich in naher Zukunft als Kerosin Ersatz nicht bewähren.

Bei Autos und -potentiel Booten-sieht die Sache schon viel besser aus mit Brennzellen.

[olsen]

gerade heute erst gehört bei einem vortrag eines kölner professors bei einer expertenrunde der tu berlin zum 125jährigen bestehen. thema hierbei hauptsächlich die gasturbine, einsatz in der luftfahrt etc, und dann aber auch zukunftsperspektiven bei luftfahrzeugantrieben. da gab es neben dem bekannten wasserstoffantrieb die idee ein kraftwerk, z.B. im heck eines flugzeuges einzubauen, welches viele kleine motoren, die im flügel verteilt sind antreiben. dabei kann es sich z.B. um eine sehr leistungsfähige brennstoffzelle handeln. es ging hierbei nur um die kurze vorstellung dieser neuen idee und wurde nicht weiter vertieft, es hieß nur, dass so etwas noch einige jahrzehnte entwicklungszeit bräuchte, um marktfähig zu werden. weitere infos findet man sicherlich beim dlr.

 

gruß olsen

[munich]

Hallo Iberia,

 

zumindest in dem von Dir genannten Zeitraum, wenn überhaupt, ist m.E. nicht damit zu rechnen.

 

Es gibt zwei riesen Probleme: 1. der Wasserstoff, 2. das Gewicht!

 

Da wir die Wasserstoffproblematik erst kürzlich diskutiert haben, hier der Link dazu:

 

 

H a l l o jmt!

 

Hab' leider keine Post's mehr zur Verfügung und muss deshalb auf diese Art antworten! Du hast recht! Ich meinte das Gewicht der Brennstoffzelle, sowie der Tanks für den Wasserstoff! Da er im gasförmigen Zustand nichts (zu grosses Volumen, zu wenig Inhalt) nutzt muss man ihn verflüssigen und dazu gehören eben druckfeste und dichte Tanks - und das ist eben eins der vielenn Probleme.

 

[ Diese Nachricht wurde geändert von: munich am 2004-05-06 13:05 ]

[Loran]

Was als erstes kommt ist eine APU in form einer SOFC (Solid Oxid Fuel Cell, Hochtemperaturbrennstoffzelle, über 1000°C). Die wird mit einer Turbine und einem Kompressor betrieben und versorgt auch die Pneumatik (neben der Elektrik). Dadurch können Energieraubende Geräte wie Generatoren oder die abgehende Bleed air reduziert oder abgeschafft werden. Ziel ist eine vollständige Versorgung der Systeme einer immer laufenden Fuel Cell APU. Die Hauptriebwerke sind dann nur noch für den Schub zuständig. Eingeführt wird das System in 10-12 Jahren in der 7E7 und als Retrofit für die 777 angeboten. Dadurch wird der Wirkungsgrad der Haupttriebwerke wesentlich erhöht. Das Problem ist momentan noch das zu hohe Gewicht der Fuel Cell Stacks der SOFC. Aber in den nächsten 10 Jahren soll eine Halbierung des spezifischen Gewichts erlangt werden womit die SOFC kompatibel wird. Zusätzlicher Vorteil: Auffüllen der Frischwassertanks im Flug, es wird genug produziert, so ca. 1000l auf einem 12h Flug. Dadurch muss kaum was beim T/O mitgenommen werden wodurch sich das SOFC Zusatzgewicht gegenüber der heutigen APU armotisiert. Ein weiterer grund sind härtere Lärm- und emissionsrestriktionen an Flughäfen.

Das System wird zuerst mit Kerosin versorgt (über einen Pre-Reformer in Wasserstoff umgewandelt) so dass eine Versorgung edr Haupttanks möglich ist. In 30-40 Jahren, wenn die Kryoplanes kommen kann man das System direkt mit H2 versorgen. Bei dem Reforming Prozess entsteht immernoch CO2, jedoch ist die Menge "unbedeutend", ca 1000kg über 12h Betrieb.

Noch was zum Wirkungsgrad, da die SOFC zu 50% Wärme produziert kann diese genutzt werden um in en Heat Exchnagern den Wirkungsgrad zu erhöhen. Der Reforming Prozess frisst diese Energie genauso wie der Fuel Pre-Heater. Die Klimaanlage und De-Icing/Anti-Icing Systeme profitieren auch von der Abwärme. In der SImulation erreichen die Systeme bis zu 60% Wirkungsgrad in Cruise, heutige APUs kommen kaum über 20%!

 

@munich: Wasserstoff hat ein viel geringeres spezifisches gewicht als Kerosin, aber ein höheres spezifisches Volumen (H ist der leichteste aller Stoffe, nur ein Atom, 1g pro mol!). Dadurch muss man größere Tanks einplanan, die aber nicht mehr gewicht tragen. Siehe A310 Projekt vor einigen Jahren, in dem der Rumpf soger für 40 zusätzliche Pax verlängert wurde da der Sprit so leicht ist. das aber erst in 30 jahren...

Gruss in die Heimat

 

 

[ Diese Nachricht wurde geändert von: Loran am 2004-05-06 10:58 ]

[jmt]

@munich

Danke für den Link zur Wasserstoffdiskussion.

 

@Loran

Interessanter Überblick, Danke. Hab' gerade noch ein wenig zum Cryoplane Projekt im 5th FWP gelesen, wenig substanzielles zwar, aber trotzdem interessant.

 

 

Hatte sowohl die alte Diskussion wie auch das EU Projekt gar nicht (mehr) im Kopf.

 

Ich denke munich meinte mit Gewicht auch eher die FC selber, und nicht den Treibstoff.

[BlackFly]

Zusätzlicher Vorteil: Auffüllen der Frischwassertanks im Flug, es wird genug produziert, so ca. 1000l auf einem 12h Flug.

Sehr interessant... Aus ner Brennstoffzelle kommt destiliertes Wasser heraus, na denn prost!

So kann man auch sparen, die Leute bruchen weniger zu essen

[HB-IDF]

Bei Flugzeugen der Allgemeinen Luftfahrt und bei Elektroseglern und UL-Elektroseglern mit Klapptriebwerk wie Antares oder Silent AE könnte die Brennstoffzelle vielleicht irgendwann sogar als Hauptantrieb interessant werden...

 

Hier ein etwas älterer Artikel zu diesem Thema:

 

http://www.initiative-brennstoffzelle.de/i...=0&nodeid=0

 

Ich weiß nicht, was mittlerweile daraus geworden ist, aber faszinierend ist es schon...

 

[ Diese Nachricht wurde geändert von: HB-IDF am 2004-05-06 22:49 ]

[Loran]

@BlackFly

 

dabei handelt es sich ja auch nicht um die Trinkwassertanks....für den Wasserhahn in der Toilette oder in der Küche ist destiliiertes Wasser ausreichend, ausserdem wird das Wasser in einer Aufbereitungsanlage kompatibel gemacht. DIe Volumen der Trinkwassertanks kenne ich nicht, aber die sind lächerlich klein da alle aus Mineralwasserflaschen trinken, oder hast du schon mal aus einem Wasserspender in einer 777 getrunken?? Also ich nicht....