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Wasserstoff als Treibstoff der Zukunft

F40org

Von F40org,
in Verschiedenes über Autos Forum

Empfohlene Beiträge

CP Experte Stufe 5

CP

Geschrieben
Geschrieben

Ich glaube nicht, dass Wasserstoff auf absehbare Zeit Im Automobilbereich als Energieträger genutzt werden wird.

Der Wirkungsgrad bei der Erzeugung von Wasserstoff ist zu schlecht. Das ginge nur, wenn man die zur Erzeugung notwendige Energie im Überfluß hätte. Das dürfte auf absehbare Zeit nicht der Fall sein.

Wenn fossiles Öl und Gas knapp werden, dann wird man meiner Meinung nach für Kurzstrecken bis 150-200km elektrische Energie in Akkumulatoren speichern und Langstrecken werden weiter auf Basis von Kohlenwasserstoffen, die aus irgendeiner Form von Biomasse per Fischer-Tropsch-Synthese oder anderen Verfahren hergestellt wird, bewältigt werden.

Die massenspezifische Kapazität von in Großserie einsetzbaren Akkumulatoren hat sich in den letzten 10 Jahren etwa verfünffacht. Es scheint auch schon Ansätze zu geben eine weitere Verdreifachung in absehbarer Zeit realisieren zu können.

Der große Vorteil dabei ist, dass die Infrastruktur vorhanden ist und auch keine Sicherheitsprobleme auftreten.

  • 3 Wochen später...
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Tiroler Bua Experte Stufe 2

Tiroler Bua

Geschrieben
Geschrieben

So Leute, jetzt ist es mal raus:

Der Hydrogen 7 steht in den Startlöchern! Ich finde es eine Sensation, gratuliere an die Clean Energy Leute! :-))!

"BMW präsentiert mit dem Hydrogen 7 ein mit Wasserstoff oder Benzin angetriebenes Fahrzeug, das den für alle Serienmodelle erforderlichen Produktentstehungsprozess (PEP) durchlaufen hat und somit nicht als "Ergebnis eines Forschungsprojekts" zu sehen ist. Für das aus der 7er Baureihe entwickelte Hybridfahrzeug bedeutet der bivalente Antrieb ein modifizierter Motor, zwei Kraftstofftanks und die Anpassung des Fahrwerks und der Karosserie an die geänderten Treibstoff- und Gewichtsbedingungen.

Der Wasserstoff-Verbrennungsmotor basiert auf dem V12-Ottomotor des 760i mit der vollvariablen Ventilsteuerung Valvetronic und der variablen Nockenwellenverstellung Doppel-Vanos. Neben der Direkteinspritzung für den Benzinkraftstoff wurde in die Sauganlage des Motors eine Wasserstoff-Zuleitung integriert. Entscheidend bei dieser Abwandlung war die zur Gemischaufbereitung notwendigen Einblaseventile, da sie in Bruchteilen von Sekunden exakt die benötigte Menge an Wasserstoff-Gas in die Ansaugluft einbringen müssen. Die Motorsteuerung muss mit den Gaswechseln und Einspritzrhythmen flexibel auf die jeweilige Kraftstoffart reagieren, da Wasserstoff im Vergleich zu herkömmlichen Treibstoffen eine um bis zu zehnmal höhere Verbrennungsgeschwindigkeit aufweise. Mit diesen Modifizierungen erzeugt der Motor aus den sechs Litern Hubraum sowohl im Wasserstoff- als auch im Benzinbetrieb eine Leistung von 191 kW und erreicht bei 4.300 1/min sein maximales Drehmoment von 390 Newtonmetern. Mit diesen Eckdaten schafft der Hydrogen 7 den Spurt von null auf Tempo 100 in 9,5 Sekunden und wird bei 230 km/h elektronisch abgeregelt.

Bei der Betrachtung der Emissionswerte ist im Wasserstoffbetrieb vor allem der Stickoxid-Ausstoß (NOX) zu beachten. Der Gemischbereich, in dem am meisten NOX entsteht liegt laut BMW zwischen dem Magerbetrieb bei Teillast (Lambda > 2) und der stöchiometrischen Verbrennung bei Volllast (Lambda = 1). Dieser für das Abgasverhalten ungünstige Betriebsbereich wird nach Angaben der Ingenieure von der Motorsteuerung drehmomentneutral ausgeblendet. Für die Umwandlung verbliebener Stickoxidmengen genüge dann ein einfaches Drei-Wege-Kat-System. Generell haben die "Clean Power"-Spezialisten die Betriebssteuerung der bivalent angetriebenen Limousine so ausgelegt, dass der Nutzung von Wasserstoff der Vorrang eingeräumt wird. So startet der Hydrogen 7 im Wasserstoffmodus, um beispielsweise den Ausstoß von Kohlenwasserstoffen und Kohlenmonoxiden während der Warmlaufphase des Katalysators zu minimieren.

Für eine Reichweite von 200 Kilometern im Wasserstoffbetrieb und 500 Kilometern mit Superbenzin als Kraftstoff sorgen ein 74-Liter-Benzintank und ein etwa 8 Kilogramm flüssigen Wasserstoff fassender Zusatzspeicher hinter den Rücksitzen. Dieser Wasserstoffspeicher besteht aus einem doppelwandigen Tank, dessen Innen- und Außenhülle aus jeweils zwei Millimeter dickem Edelstahlblech gefertigt wurden. Dazwischen liegt eine 30 Millimeter starke Vakuumisolation, die die Temperatur des -250 °C kalten Flüssig-Wasserstoffs bei drei bis fünf bar konstant halten soll. Ein "Boil-Off-Management" ist für die Druckbegrenzung im Tank zuständig und sorgt für eine kontrollierte Entnahme von bereits verdampftem H2. Der freigegebene gasförmige Wasserstoff wird in einem Venturirohr verdünnt und in einem Katalysator zu Wasserdampf aufoxidiert. Die als Standzeit bezeichnete Phase bis zur kontrollierten Entleerung eines zur Hälfte gefüllten Speichers betrage etwa neun Tage, nach denen noch eine Strecke von rund 20 Kilometern im Wasserstoffmodus zurückzulegen sei.

Die Unterbringung der zusätzlichen Komponenten im Heckbereich erforderte eine Neuabstimmung der Federungs- und Dämpfungssysteme. So stimmten die BMW-Entwickler das AdaptiveDrive-System mit Wankstabilisierung für dieses Fahrzeug neu ab und kombinierten das Fahrwerk mit einem kontinuierlich verstellbaren Dämpferkontrollsystem. Die durch die Antriebstechnik bedinge Gewichtszunahme soll durch den Einsatz kohlefaserverstärkter Kunststoffe (CFK) an der Karosserie, zum Beispiel an den Seitenrahmen, kompensiert werden. Aufgrund der Anordnung des Wasserstofftanks unterhalb der Hutablage ist die Rückbank im Vergleich zur Langversion des 7ers um etwa 115 Millimeter nach vorne gerückt worden. Auch ein von 500 auf 225 Liter reduzierter Kofferraum gehört zu den Abwandlungen, die den Hydrogen 7 von der Serien-Baureihe unterscheidet."

Quelle: all4engineers

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der_messias Experte Stufe 1

der_messias

Geschrieben
Geschrieben
Danke Tiroler Bua:-))!

Von dem 7er war in der letzten AutoBild auch ein kurzer Bericht bzw Info drin.

Woher kennst du und F40.org euch in dem Thema so gut aus???Gerne auch als PN

Gruesse Jochen

ne nicht per pn bitte 8)

Tiroler Bua Experte Stufe 2

Tiroler Bua

Geschrieben
Geschrieben

Hallo Leute,

ich kenn mich da noch viel zu wenig aus, der Bereich der Energeitechnik im Weitesten ist mir noch ein rechter Dschungel, weshalb mich auch technische Umsetzbarkeiten im Grunde mehr interessieren, als 28 Szenarien zu erneuerbaren Energien.

Als ich das erste mal von einem Auto las, das hinten Wasser raussprudelt, war ich irgendwo in der 6 Klasse, denk ich.

Ich fand das Thema unheimlich spanndend, doch habe ich es erstmal nicht weiter verfolgt, es gab ja damals auch außer Fachpresse nicht viel dazu.

Tja, einige Jahre später dann begann ich mein Studium der Biotechnologie, das auch einen Maschinentechnischen- und Energietechnikbereich beeinhaltet und so kam es, dass ich mit dem Thema wieder instensiver in touch geriet.

Ich bekam die Möglichkeit ein Praktikum bei BMW Clean Energy im FIZ zu machen und ab da war es um mich geschehen - mir hat das so gut gefallen an diesem Thema bei BMW mitzuarbeiten, dass ich nicht mehr recht loslassen konnte und so hoffe ich, dass sich mir noch weiter die Möglichkeit bietet, ein wenig in die Mobilität von morgen zu blicken.

Sich aber wirklich auf dem Gebiet auszukennen, dafür ist meiner Ansicht nach einiges an Interdisziplinarität gefragt, denn neben einem thermodynamischen und chemischen Verständnis der Grundlagen, sollte man wohl auch Wirtschaftlichkeiten beurteilen können und ein wenig die Vorgänge und Motive von Politik verstehen.

Ich weiß da noch viel zu wenig, bin aber begierig darauf, den Facettenreichtum von Clean Energy zu ergründen. :wink:

Im Moment würde mich interessieren, wie man dem thermischen und prompten NOx beigekommen ist, wird immmer leicht unterstöchiometrisch verbrannt? Wer weiß?

F40org Legende Stufe 5

F40org CO

Geschrieben
  • Autor
Geschrieben

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Das BMW-Versprechen, noch während der Bauzeit der aktuellen 7er-Generation ein Wasserstoff-Auto in Serie zu bringen, ist schon ein paar Jahre alt. Nun wird es tatsächlich erfüllt: Die Hydrogen 7 getaufte Luxuslimousine könnte als Meilenstein für alternative Antriebe in die Geschichte eingehen.

Basis des Wasserstoff-Autos ist ein BMW 760Li, also das Zwölfzylinder-Topmodell des Münchner Autobauers, was viel mit Image und Konventionen zu tun hat, aber auch mit dem benötigten Platz für die zusätzliche Technik.

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Doch zuerst ein Blick auf den Antrieb: Aus einem Hubraum von 6,0 Litern erzeugt das in vielen Details modifizierte V12-Triebwerk eine Leistung von 260 PS (Serie: 445 PS). Das maximale Drehmoment beträgt 390 (600) Newtonmeter und wird bei einer Motordrehzahl von 4.300 Touren (3.950) erreicht. Damit beschleunigt die Limousine in 9,5 (5,6) Sekunden auf Tempo 100 und erreicht eine elektronisch limitierte Höchstgeschwindigkeit von 230 (250) km/h. Diese Werte werden sowohl im Wasserstoff- als auch im Benzinbetrieb erreicht.

Letzterer ist nach wie vor möglich - schon weil es in Deutschland bisher nur zwei Wasserstoff-Tankstellen gibt. Die Reichweite als wesentliche Voraussetzung für eine Praxistauglichkeit des Autos beträgt im Wasserstoff-Betrieb gut 200 Kilometer, weitere 500 Kilometer können im Benzin-Modus zurückgelegt werden.

Füllstände und Reichweiten beider Kraftstoffsysteme können vom Fahrer mit Hilfe einer Taste im Blinkerhebel abgerufen werden. Die entsprechenden Werte werden im Cockpit-Display unterhalb der Geschwindigkeitsanzeige dargestellt. Die Umschaltung zwischen Wasserstoff- und Benzin-Betrieb kann manuell über eine separate Taste im Multifunktionslenkrad erfolgen. Während der Fahrt im Wasserstoffmodus erscheint im Display anstelle des Außentemperaturwertes und der Uhrzeit das chemische Symbol für molekularen Wasserstoff: H2.

Der Benzintank fasst 74 Liter (Super Plus ist erwünscht), der zusätzliche Wasserstoffspeicher nimmt rund acht Kilogramm Wasserstoff auf, wobei BMW nach wie vor wegen der höheren Energiedichte auf flüssigen Wasserstoff setzt. Der H2-Tank, mitentwickelt von Magna Steyr, besteht aus einem doppelwandigen Tank, dessen Innen- und Außenhülle aus jeweils zwei Millimeter starkem Edelstahlblech gefertigt werden. Zwischen Innen- und Außentank befindet sich eine 30 Millimeter starke Vakuumsuperisolation. Mit dieser Anordnung wird die Wärmeleitung auf ein Minimum reduziert. Die Zwischenschicht erreicht die Isolationswirkung von etwa 17 Metern Styropor.

Diese Isolationstechnik führt zu einer in der herkömmlichen Praxis bisher unerreichten Temperaturkonstanz. Ein plakatives Beispiel: Würde ein derartiger Speicherbehälter beispielsweise mit kochendem Kaffee gefüllt, so bliebe dieser mehr als 80 Tage lang heiß. Erst danach wäre die Temperatur des Getränks so weit gesunken, dass es genießbar wäre. Ebenso effektiv wird für gleich bleibende Kälte gesorgt: Die hochwirksame Isolation ermöglicht es, den flüssigen Wasserstoff über einen langen Zeitraum bei einem Druck von drei bis fünf bar und einer konstanten Temperatur von ca. minus 250 Grad Celsius zu speichern.

Langer Zeitraum bedeutet dabei etwa neun Tage, bis ein halb voller Tank auf etwa 10 Prozent Füllung gesunken ist. Bevor der Wasserstoff dem Tank entnommen und dem Motor zugeführt wird, erfolgt eine Umwandlung in einen gasförmigen Zustand und eine Erwärmung.

Die Befüllung des Wasserstoff-Tanks läuft weitgehend nach dem vom regulären Tanken bekannten Muster ab. Der Fahrer öffnet die Tankklappe per Druck auf eine Taste im Cockpit. Danach kann die Betankungskupplung mit einer einfachen Arretierbewegung an den Tankverschluss angeschlossen werden. Der weitere Betankungsvorgang vollzieht sich automatisch, dauert aber etwa acht Minuten. Für die Ausrüstung aller weltweit vorhandenen Flüssigwasserstoff-Tankstellen wurde in Kooperation zwischen Automobilproduzenten, der Versorgungswirtschaft und der Firma Linde eine einheitliche Betankungskupplung entwickelt, die zum Standard werden soll.

Aufgrund der Anordnung des Wasserstoff-Speichertanks unterhalb der Hutablage und hinter der Rücksitzbank reduziert sich das Kofferraumvolumen auf 225 Liter; ferner ist die Mittelarmlehne im Fond fest installiert, das Auto mithin als Viersitzer ausgelegt. Die Rücksitzbank ist um etwa 115 Millimeter weiter vorn platziert als bei der ausschließlich mit Benzin betriebenen Langversion des BMW 7er, jedoch um etwa 25 Millimeter weiter hinten als in der Limousine mit normalem Radstand, so dass der Komfort nicht über Gebühr sinkt.

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Im übrigen sind die Hydrogen 7-Modelle nochmals reichhaltiger ausgestattet als die "normalen" Zwölfzylinder, wobei BMW hier in den Unterlagen zum Auto mächtig schummelt und 760er-Serienumfänge als Extras beschreibt. Erwähnenswert erscheinen die Klimakomfort-Verbundverglasung, die Standheizung und der Fernlichtassistent. Das große Audio- und Navigationssystem mit CD-Wechsler sowie ein Fondmonitor samt DVD-Wechsler und TV-Funktion mit DVB-T-Empfang und ein separates Telefon im Fond sind ebenfalls Standard.

Auch im Design gibt sich der Hydrogen 7 zu erkennen - an kleinen Details wie den Sonnenschutzrollos für die hinteren Seitenscheiben, die wie die beleuchteten Einstiegsleisten den Aufdruck "BMW Hydrogen Power" tragen, und an auffälligeren Modifikationen wie etwa dem erhöhten "Powerdome" auf der Motorhaube, was laut BMW auch auf den höher bauenden Motor zurückzuführen ist. Dazu kommen 18-Zoll-Räder (optional 19 Zoll) mit Runflat-Reifen auch im Winter und einem neuen Drucküberwachungssystem.

Fahrwerk, Regelsysteme und Abstimmung wurden dem höheren Gewicht angepasst; ferner sorgen diverse Details für eine höhere Crashsicherheit. Speziell für den Hydrogen 7 wurde etwa eine neuartige CFK-Stahl-Mischbauweise entwickelt. Die Seitenrahmen rechts und links sind umlaufend mit CFK verstärkt, um die Fahrgastzelle zusätzlich zu versteifen.

Auf den Markt kommen soll der Hydrogen 7 im Winter 2006 - und BMW ist sich bewusst, dass es sich um eine Bewährungsprobe handelt, solche Autos - mutmaßlich nur per Leasing - in Kundenhand zu geben. 28 Jahre nach Beginn der Wasserstoff-Forschung im Hause BMW und immerhin noch sechs Jahre nach Präsentation der 750hL-Demonstrationsflotte auf der EXPO in Hannover beginnt damit möglicherweise eine neue Ära.

Neben der ständigen Weiterentwicklung der Wasserstoff-Technik besteht ein wesentlicher Unterschied zwischen der damaligen Flotte und dem jetzigen Modell darin, dass letzteres nicht wie ein Forschungsfahrzeug aufgebaut wurde, sondern den üblichen Entwicklungs- und Produktionsprozess bei BMW durchlaufen hat bzw. durchläuft.

Ob und in welcher Form Wasserstoff-Autos je in Großserie kommen werden, bleibt ungewiss - aber es ist eine Option, die unabhängig von fossilen Energieträgern machen kann, die möglicherweise in der Energieerzeugung nachhaltig gestaltet werden kann, und die auch abseits solcher Fragestellungen spannend klingt: Aus dem Auspuff kommt im wesentlichen Wasserdampf.

Die Technik der Brennstoffzelle, die man beim Mitbewerber Mercedes favorisiert, wird bei BMW ebenfalls weiter verfolgt; Ziel ist hier allerdings mehr eine zusätzliche Integration sowohl bei Benzin- als auch bei Wasserstoff-Autos, etwa zur Stromversorgung des Fahrzeugs.

Hanno S. Ritter

12.09.2006 | # 5633

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  • 2 Monate später...
  • 2 Wochen später...
Aircraft Experte Stufe 2

Aircraft

Geschrieben
Geschrieben
Was ich über den 7er BMW in Zeitschriften gelesen habe, war immer nur eines:

So Umweltfreundlich wie nen Schwertransport und nur mit Alibifunktuion, damit sich auch luxusfahrer pseudoumweltfreundlich fühlen können.

Ich setze meine Hoffnungen auch gerade als "Fan" da eher auf den Wankelmotor.

http://www.hycar.de/cars/rx8.htm

Da solltest du genauer lesen lernen bzw. besser zuhören!

Der Hydrogen 7 ist deswegen (noch) so umweltbelastend, weil die Gewinnung von Wasserstoff im Moment noch mehr Energie braucht, als sie letztendlich liefert im Fahrbetrieb. Das steht (noch!) nocht im Verhältnis.

Das betrifft aber somit alle Hydroautos. Vielleicht gibt es marginale Unterschiede bzgl. dem Wirkungsgrad o.ä.. Aber das dürfte nicht so schwer ins Gewicht fallen.

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Geschrieben
Geschrieben

Hallo F40org,

 

schau doch mal hier zum Thema Verschiedenes über Autos (Anzeige)? Eventuell gibt es dort etwas Passendes.

 

Der V16 Motor zum Selberbauen (Anzeige) ist auch genial.

  • Gefällt Carpassion.com 1
Novalis Einsteiger Stufe 5

Novalis

Geschrieben
Geschrieben
Da solltest du genauer lesen lernen bzw. besser zuhören!

Der Hydrogen 7 ist deswegen (noch) so umweltbelastend, weil die Gewinnung von Wasserstoff im Moment noch mehr Energie braucht, als sie letztendlich liefert im Fahrbetrieb. Das steht (noch!) nocht im Verhältnis.

Das betrifft aber somit alle Hydroautos. Vielleicht gibt es marginale Unterschiede bzgl. dem Wirkungsgrad o.ä.. Aber das dürfte nicht so schwer ins Gewicht fallen.

Das ist mir durchaus bewußt.

Aber selbst wenn es weniger umweltbelastend herzustellen wäre, würde dieser 12 Zylinder noch immer keinen umweltpreis bekommen.

  • 1 Monat später...
speedym3 Aufsteiger Stufe 3

speedym3

Geschrieben
Geschrieben
War wer vor Ort? Brachte es zeitlich leider nicht unter.

Hallo,

ich wart mittags dort. Es war sehr interessant, aber ich hätte mir ein bisschen mehr Resonanz erwartet bzw. mehr Fahrzeughersteller. Von Herstellerseite war nur Opel und Mercedes vertreten, was ich sehr schade fand da BMW nur ca. 10min von Linden entfernt ist. Es kam aber wenigstens noch kurz ein 7er vorbei zum Nachtanken, um einfach mal den Unterschied zw. Brennstoffzelle und Verbrennungsmotor zu sehen(hören).

In der A-Klasse von DC war auch eine kurze Mitfahrt möglich, somit konnte man am eigenen Körper mal das neue Fahrgefühl spüren (ist vergleichbar mit S-Bahn fahren).

Von Linde war die mobile Betankungseinheit trail LH2 vor Ort und es wurde auch mehrere Tankvorgänge vorgeführt. Die aber nicht sehr spektakulär sind da der Rüssel einfach aufgesteckt wird und dann alles über ein Touchscreen ausgewählt wird und dann heißt es ca. 3-5min warten.

Bilder folgen noch.

Gruss

  • 2 Wochen später...

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