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Michael Schneider
Lernen

Michael Schneider
Diese Lernkarten behandeln die Grundlagen der Wasserstofftechnologie auf Universitätsniveau. Sie decken Themen wie die Reformierung von Methan, verschiedene Speichermethoden, insbesondere Metallhydridspeicher, und die Eigenschaften von Wasserstoff ab. Die Karteikarten erklären auch die Funktionsweise von Reformern, Shift-Reaktoren und die Bedingungen, unter denen Wasserstoff explodieren kann. Diese Lernkarten sind ideal für Studierende und Fachleute in der Elektrotechnik, die sich mit den physikalischen und chemischen Aspekten von Wasserstoff befassen möchten.
Karten
14
Lernende
12
Sprache
Deutsch
Kategorie
Elektrotechnik
Stufe
Universität
Erstellt / Aktualisiert
11.07.2013 / 11.07.2022

Lernkarten

Warum gibt es zwei verschiedene Energiegleichwerte für Brenngase (H2)? 

 

Grosser Unterschied zwischen Fest und Flüssig!

Unter welchen Vorraussetzungen kann Wasserstoff explodieren? 

 

In Gemischen mit Luft, Sauerstoff und Chlorgas.

Welche zwei Umwandlungsprozesse von Methan erfolgen bei der Dampfreformierung? 

 

CH4 + H2O --> CO + 3 H2 
Reformierung zu Kohlenmonoxid

CH4 + 2H2O --> CO2 + 4H2 
Reformierung zu Kohlendioxid

Was ist eine autotherme Reformierung? 

 

exotherme und endotherme Reaktion gleichzeitig!

(Energie wird frei)

Was ist ein Shift-Reaktor und wofür wird ein eingesetzt? 

 

Teil der Brenngasaufbereitung. Gas wird nach verlassen des Reformers im Shift-Reaktor unter Zufuhr von Wasserdampf Kohlenmonoxid zu Kohlenoxid und H2 umgesetzt

Reformer: Aus Brenngas (Bsp. Erdgas) --> Wasserstoff und CO

Warum kombiniert man Dampfreformierung und HT/NT-Shiftreaktor. 

 

CO-Gehalt lässt sich so je nach Fahrtweise des Reaktors auf 0.6-1.5 Vol% absenken.

Was ist eine selektive Oxidation und wofür wird die Selox eingesetzt? 

 

Dient der ENtfernung von CO. Abwärme ist auch extern nutzbar.

Geben Sie je zwei physikalische, chemisch physikalische und chemische Speichermethoden für Wasserstoff an. 

 

Physikalisch:
Druckspeicher, Flüssigspeicher

Chemisch/Physikalisch:
Metallhydride, Kohlenstoff

Chemisch:
Eisenschwämme, Ammoniak

 

Beschreiben Sie Temperatur- und Druckverlauf beim Befüllen und beim Entleeren eines Metallhydridspeichers. 

 

Wasserstoff bei bestimmter Temperatur & Druckerhöhung im Metallgitter lösen --> Sättigung (Alpha-Phase), Beta-Phase, Konsentration steigt ohne Druckanstieg

Was kann man bei einem Metallhydridspeicher durch die Wahl der Metalllegierung bestimmen? 

 

-Den Druck
-Druckverlauf
-Reaktionsenthalpie
-Wieviel Wasserstoff aufgenommen werden kann
-Nieder-, Mittel- oder Hochtemperaturhydride

Wie hoch kann der Gewichtsanteil von Wasserstoff in % bei Metallhydridspeichern maximal sein? 

 

bis 5.5%

Vergleichen sie die heute verfügbaren Wasserstoffspeicher in Bezug auf das spezifische Volumen (kWh/l, mit Behälter)? 

 

Metallhydrid:  1-1.5kWh/l

Gasförmiger Wasserstoff: 0.5-0.8 kWh/l

Flüssiger Wasserstoff: 2.13 kWh/l 
(Braucht aber viel Energie um ihn zu verflüssigen!)

Vergleichen sie die heute verfügbaren Wasserstoffspeicher in Bezug auf das spezifische Gewicht an (kWh/g, mit Behälter) ? 

 

Metallhydrid:  33 kWh/kg                        schwer

Gasförmiger Wasserstoff:  33kWh/kg   mittel

Flüssiger Wasserstoff: 4.5 kWh/kg        leicht

Berechnen Sie den Wirkungsgrad der Elektrolyse wenn Sie zur Produktion von 1 Nm3 H2 5 kWh Strom benötigen! 

 

n = Wel/delta H -->delta H=H0*V 
n=Qab/Wzu

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