Hi, gerade kommt auf Deutschlandfunk eine Unterhaltung über Brennstoffzellen. Diese geht leider kaum in technische Details und deshalb las ich mir da ein wenig nebenher durch. Bisher tappte ich allerdings im Dunkeln, was die Funktion angeht. Ich kenne aus dem Chemieunterricht noch den Hoffmann-Zerlegungsapparat und dachte immer, für eine Brennstoffzelle stellt man Wasserstoff her, den man dann verbrennt und aus dieser Wärme wieder andere Energieformen bekommen kann (z.B. Strom oder Bewegung). Das ist sehr viel Aufwand und mit Bastelmitteln nur schwer zu erreichen - lohnt also nur, wenn man das unbedingt mal selber gemacht haben will und nicht nur am Produkt interessiert ist (Strom). Jetzt habe ich das hier gefunden: https://de.wikihow.com/Deine-eigene-Brennstoffzelle-basteln und das: https://scitoys.com/scitoys/scitoys/echem/fuel_cell/fuel_cell.html Dabei werden zwei Elektroden in ein Wasserglas gesteckt, einmal kurz Strom drauf um die Reaktion in Gang zu setzen und dann kann man eine LED direkt an der Zelle betreiben. Das Multimeter und Text sagen ca. 2V, die dann recht bald wieder absinken. Jetzt ergeben sich für mich da ein paar Fragen: Wieviel Leistung kann ich von so einem ca. 200mL Glas Wasser erwarten? Aus dem Text geht das nicht hervor. Rote LEDs leuchten ja teilweise schon mit 5mW, aber 2V/20mA wären schon 40mW. Wenn ich das richtig verstanden habe, erzeuge ich also Gasbläschen an der Elektrode mit dem "Zündungs-Strom", die dann direkt wieder reagieren und Strom erzeugen und nach ein paar Sekunden geht die Spannung runter, weil das Gas verbraucht wird. Also könnte ich Tagsüber mit Solarstrom Gas erzeugen und speichern, aber wie kann man den Wasserstoff speichern? Ich denke, dazu bräuchte ich dann wohl wieder einen Hoffmann-Apparat und müsste den Wasserstoff in einen Druckbehälter pumpen. Wieder kein Bastel-Ding, aber einen Hoffmannapparat habe ich sogar irgendwo. Fehlen nur Elektroden und Stopfen. Platindraht ist sehr teuer, gibt's da noch andere Materialien, die funktionieren? Ich denke eher nicht, unedlere lösen sich schneller auf... Würde es zum experimentieren auch versilberter Draht tun? Sowas habe ich noch da. Wie lange würden die Platinelektroden halten? Generell würde ich da gerne was basteln, aber wenn's nicht allzuteuer wäre, würde ich auch was kaufen. Toll wäre, wenn ich letztendlich einen Zellenverbund habe, aus dem ich 8-12 Stunden lang 10-20W herausbekomme. Ein Radio, Beleuchtung und Tablet Nachts im Gartenhaus betreiben, so könnte ich mir zukünftig Batterien/Akkus dort sparen. Eine 12V/100W Solarzelle und eine 36V/250W ist schon vorhanden. Bisher lade ich damit immer günstige, ausrangierte Autobatterien, aber da muss ich mich auch 2-3 mal im Jahr drum kümmern. Defekte aussortieren, "neue" besorgen, ... Selten hält da eine länger als ein halbes Jahr, das ist halt der Nachteil wenn man nur zum Schrottpreis Ausrangierte holt. Dafür kommt das letztendlich auf 0-Kosten raus. Danke für's Lesen und ich hoffe auf konstruktive Antworten :)
PPB schrieb: > Jetzt habe ich das hier gefunden: > https://de.wikihow.com/Deine-eigene-Brennstoffzelle-basteln das ist ein Spielzeug, lies doch erst Mal Wikipedia
Walter S. schrieb: > lies doch erst Mal Wikipedia Das habe ich, nur steht da fast nichts zur Umsetzung. Physik und Theorie hauptsächlich. Meine Fragen haben sich dadurch nicht beantwortet. Um im Gegensatz zu KFZ-Brennstoffzellen ist mein Vorhaben immer Spielzeug.
Versuchs vieleicht mal damit: https://www.conrad.de/de/fischertechnik-profi-fuel-cell-kit-brennstoffzellen-experimentierset-647859.html
PPB schrieb: > ist mein Vorhaben immer > Spielzeug. Spielzeug ist das schon nicht mehr PPB schrieb: > aus dem ich 8-12 Stunden lang 10-20W herausbekomme das ist zwar weniger als bei einem Auto aber so ungefähr 5000 mal soviel Leistung wie bei dem verlinkten Versuch, von der der Speicherung des Wasserstoff mal ganz abgesehen
Udo S. schrieb: > Versuchs vieleicht mal damit: > https://www.conrad.de/de/fischertechnik-profi-fuel-cell-kit-brennstoffzellen-experimentierset-647859.html Nimm besser diesen Link: https://www.conrad.de/de/Search.html?search=Brennstoffzelle Da findest Du auch noch andere Alternativen. Hier gibts auch noch eine nette Beschreibung: http://www.elexs.de/bradio1.pdf
Wenn du Äpfel nimmst, brauchst du keine Platindrähte und keine Batterie. Google mal nach Apfelbatterie, ist genauso ein Spielzeug wie deine "Brennstoffzelle", sogar noch effizienter.
Lothar M. schrieb: > Google mal nach Apfelbatterie, ist genauso ein Spielzeug wie deine > "Brennstoffzelle", sogar noch effizienter. Klar, deshalb waren auch Apfelbatterien in den Apollo Kapseln und keine Brennstoffzellen. Und der Toyota Mirai hat einen Apfelantrieb .... Lothar, du hättest nicht ganz so viel Äppelwoi trinken sollen bevor du sowas hier schreibst :-)
PPB schrieb: > Also könnte ich Tagsüber mit Solarstrom Gas erzeugen und speichern, aber > wie kann man den Wasserstoff speichern? Gar nicht, er wird in diesem billigen Experiment bloss in den Gasbläschen gespeichert. Am Abend sind die alle ausgegast. Man gibt auch nicht PPB schrieb: > einmal kurz Strom drauf um die Reaktion in Gang zu setzen > und dann kann man eine LED direkt an der Zelle betreiben sondern man lädt quasi das Becherglas mit Wasserstoff und Sauerstoffbläschen in verschiedenen Rauzmregionen wie einen Akku und entlädt ihn danach (sofort) wieder. Er wird nichts 'in Gang gesetzt' (und läuft dann selber weiter) sondern er wird aufgeladen und entladen. Sobald ein Gasbläschehn aufsteigt und blubbert, ist es WEG (quasi Selbstentladung des Akkus). Diese PEM Brennstoffzelle basiert auf demselben prinzip, spaltet aber wenigstens, braucht aber eine Membran http://www.produktinfo.conrad.com/datenblaetter/175000-199999/198061-in-01-en-BRENNSTOFFZELLEN_POWER_SET_FCJJ_16.pdf
Michael B. schrieb: >sondern man lädt quasi das Becherglas mit Wasserstoff und >Sauerstoffbläschen in verschiedenen Rauzmregionen wie einen Akku und >entlädt ihn danach (sofort) wieder. Er wird nichts 'in Gang gesetzt' >(und läuft dann selber weiter) sondern er wird aufgeladen und entladen. Das hab ich doch genau so geschrieben: >Dabei werden zwei Elektroden in ein Wasserglas gesteckt, einmal kurz >Strom drauf um die Reaktion in Gang zu setzen und dann kann man eine LED >direkt an der Zelle betreiben. Das Multimeter und Text sagen ca. 2V, die >dann recht bald wieder absinken. >... >Wenn ich das richtig verstanden habe, erzeuge ich also Gasbläschen an >der Elektrode mit dem "Zündungs-Strom", die dann direkt wieder reagieren >und Strom erzeugen und nach ein paar Sekunden geht die Spannung runter, >weil das Gas verbraucht wird. >Also könnte ich Tagsüber mit Solarstrom Gas erzeugen und speichern, aber >wie kann man den Wasserstoff speichern? Michael B. schrieb: > Gar nicht, er wird in diesem billigen Experiment bloss in den > Gasbläschen gespeichert. Am Abend sind die alle ausgegast. Das ist mir doch klar, deshalb frage ich ja, wie man den Wasserstoff speichern kann. Einfach ein Zelt mit vollmachen scheint sehr unpraktisch. Einen Druckbehälter damit füllen schon eher, nur wie?! Mit einem Hoffmann-Apparat ist es ja nicht schwer den reinen Wasserstoff abzugreifen. Die Zelle, die du gepostest hast, ist ja im Prinzip sowas wie ein Hoffmann-Apparat und so einen habe ich schon. Harald W. schrieb: > Hier gibts auch noch eine nette Beschreibung: > http://www.elexs.de/bradio1.pdf Das Brennstofzellenradio ist sehr interessant, da es die Zerlegung des Wassers und die Verwendung der Gase getrennt vornimmt und nicht wie im ersten Versuch alles in einem Becher. Das geht auf jeden Fall in die Richtung, was ich mir vorstelle. Da muss "nur" ein Puffer für den Wasserstoff zwischen, Druckbehälter? Aber wie? Die ganzen Experimentierkästen sind sicher toll um erstmal eine Mini-Zelle zu haben, aber für das Geld kann ich mir genauso einmal im Jahr eine neue Autobatterie kaufen... Also das Spalten des Wassers ist das kleinste Problem, dafür habe ich bis auf zwei Elektroden für den Hoffmann-Apparat alles da. Das Erzeugen von Strom aus dem Gas lässt sich, wie mir scheint, auch mit Bastel-Mitteln machen. Nur das Speichern des Wasserstoffs bereitet mir Kopfzerbrechen...
Wenn du tagsüber Solarenergie erzeugen willst, die du dann nachts wieder verwenden kannst, wieso lädst du dann nicht einfach deine Batterie mit der Solarzelle? Oder glaubst du, dass der Wirkungsgrad einer selbstgebastelten Brennstoffzelle besser ist?
PPB schrieb: > Nur das Speichern des Wasserstoffs bereitet mir Kopfzerbrechen... Nun, dafür brauchst Du einen Kompressor. Ein für Wasserstoff geeigneter dürfte aber nicht ganz billig sein.
Schlumpf schrieb: > Wenn du tagsüber Solarenergie erzeugen willst, die du dann nachts wieder > verwenden kannst, wieso lädst du dann nicht einfach deine Batterie mit > der Solarzelle? > Oder glaubst du, dass der Wirkungsgrad einer selbstgebastelten > Brennstoffzelle besser ist? Mach ich doch schon, die Idee ist aber, mir die Batterien sparen zu können. Der Wirkungsgrad wird nicht so hoch sein, aber dafür brauch ich mich nicht mehr mit Schrottbatterien herumärgern oder Geld für Gute ausgeben. Da reicht dann ein 12V/4Ah Akku um zur Not mal Licht zu haben. Da kann ich auch nen Schrauberakku oder eine Mopedbatterie nehmen - beides vorhanden. Jetzt läuft es so, dass ich gebrauchte Autobatterien zum dann aktuellen Schrottpreis in einer Werkstatt bekomme. Dort kann ich mit dem Multimeter und einer Scheinwerferbirne rangehen und sehe so grob, welche schon ganz Matsch sind und welche noch nicht tiefentladen sind. Im Winter bin ich nicht so oft dort, da reichen mir dann 2-3 von diesen Batterien, aber vom Frühjahr bis Herbst brauche ich jedes Jahr 6-8 davon. Da ich die Batterien danach dann zum Schrott bringe und das Geld wieder rausbekomme, geht das auf ungefähr 0 auf. Ist allerdings viel Arbeit, sich ständig darum zu kümmern und wenn eine nen Zellenschluss hat, zwei oder drei parallel am Regler hängen, dann sind meistens alle 2/3 tot, wenn man das nicht gleich bemerkt. Die andere Möglichkeit ist, eine ordentliche Batterie für 70-100€ zu kaufen, die hält aber auch nicht länger als zwei Jahre. Im zweiten Winter gibt die auf. Ich mache das mit den Schrott-Batterien schon gut 10 Jahre, langsam geht mir das echt auf dem Zeiger... Harald W. schrieb: > Nun, dafür brauchst Du einen Kompressor. Ein für Wasserstoff geeigneter > dürfte aber nicht ganz billig sein. Hmm ja, da tut sich noch ein Problem in Gedanken auf. Wenn die Sonne grad von einer Wolke abgedeckt wird und nur wenig Wasserstoff produziert wird, aber der Kompressor noch nicht läuft, staut sich das und muss abgelassen werden. Ich habe zwar mit meinen max. 350W Zellen genug Power über für einen Kompressor, aber nur wenn die Sonne vollgas scheint. Im Winter tagsüber habe ich oft nur ~12V/0.2A-0.5A von der 100W Zelle. Am Regler der 250W Zelle ist leider keine Anzeige, aber ich denke, das geht auch so weit runter. Ja, und dann der Preis. Normale Kompressoren, für Luft, kosten schon so viel wie eine neue Autobatterie. Bin ich also wieder an dem Punkt Batterie-System behalten.
PPB schrieb: >> Oder glaubst du, dass der Wirkungsgrad einer selbstgebastelten >> Brennstoffzelle besser ist? > > Mach ich doch schon, die Idee ist aber, mir die Batterien sparen zu > können. Der Wirkungsgrad wird nicht so hoch sein, aber dafür brauch ich > mich nicht mehr mit Schrottbatterien herumärgern oder Geld für Gute > ausgeben. Naja, ein solches, noch nicht ausgereiftes System und das Wort "sparen" passen irgendwie nicht zusammen. Da passt eher: "Wir müssen sparen, koste es was es wolle."
PPB schrieb: > Die Zelle, die du gepostest hast, ist ja im Prinzip sowas wie ein > Hoffmann-Apparat und so einen habe ich schon Nein, nicht wirklich, sie ist eine Brennstoffzelle die auch als ihr eigener Hoffmannapparat laufen kann. Also genau das Ding was du suchst: Es kann den gespaltenen Wasserstoff/Sauerstoff von tag bis Nacht aufbewahren, und dann wieder in Strom verwandeln. Die Leistung ist natürlich nicht mal 1/1000 deiner Wunschvorstellung PPB schrieb: > aus dem ich 8-12 Stunden lang 10-20W herausbekomme 240 Wattstunden.
Udo S. schrieb: > Klar, deshalb waren auch Apfelbatterien in den Apollo Kapseln und keine > Brennstoffzellen. > > Und der Toyota Mirai hat einen Apfelantrieb .... Willst du allen Ernstes behaupten, eine Wasserstoffzelle zum Antrieb der Apollo-Kapsel und des Mirai würden auf diese primitive Weise funktionieren? Dieses vom TO beschriebene Szenario eignet sich allenfalls dazu Schülern der unteren Klassen einer Grundschule ganz entfernt eine Wasserstoffzelle zuz erklären. Für praktischen Anwendungen ist dieses Modell Lichtjahre entfernt.
Harald W. schrieb: > Naja, ein solches, noch nicht ausgereiftes System und das Wort "sparen" > passen irgendwie nicht zusammen. Da passt eher: "Wir müssen sparen, > koste es was es wolle." Müssen nicht, ich versuche nur eine Idee, die im Grunde nicht schlecht ist zu verfolgen. Aber das Ganze scheint wirklich sehr unrentabel, weil: Michael B. schrieb: > Die Leistung ist natürlich nicht mal 1/1000 deiner Wunschvorstellung Michael B. schrieb: > PPB schrieb: >> aus dem ich 8-12 Stunden lang 10-20W herausbekomme > > 240 Wattstunden. Ja das ist auch schon mein unterstes Limit. Mit halbwegs guten Batterien sitze ich da den ganzen Sommer über jeden Abend und die halbe Nacht mit Laptop, der zwischen 30W und 50W braucht, Festbeleuchtung ca. 10W und dann noch ein kleines Radio, was sicher auch nochmal 2-3W braucht. Wenn ich matschige Batterien habe, ist nur ein Teil des Lichts an und ich nehme mein Tablet statt den Laptop. Aber unter 10W komme ich damit auf keinen Fall. Tablet 5V/1A = 5W+Verlust durch Wirkungsgrad Licht minimal 1-2W Radio 2-3W Da bin ich schnell mal über die 10W raus. Würde ich nun die Batterien mit einer einmaligen Anschaffung von Material für Brennstoffzellen ersetzen können, hätte ich kein Problem damit, mich auf die 10-20W zu beschränken. Aber naja, scheint ja wohl nichts draus zu werden. Wenn ich mir Methanol-Brennstoffzellen so ansehe, 12V/3A-Zellen gehen bei rund 2k€ los, da hat sich in den letzten Jahren am Preis nichts getan. Ich habe die Hoffnung, irgendwann fix+fertige "Wasserstoffakkus" bekommen zu können für wenig Geld, aber bis dahin bin ich wohl in Rente...
Lothar M. schrieb: > Für praktischen Anwendungen ist dieses Modell Lichtjahre entfernt. Ja, leider :(
Vielleicht kaufst du einfach einen zyklenfesten Blei-Gel-Akku. Der ist, im Gegensatz zu einer Autobatterie, auch dafür ausgelegt, regelmäßig leer geschlürft zu werden. Die Idee mit der Brennstoffzelle ist wirklich völlig an den Haaren herbei gezogen. Ne kleine Brennstoffzelle, die ein paar Watt abgibt und ganz simpel Ethanol frisst, kostet bereits mehrere tausend Euro. Da kannst dir bis ans Lebensende neue Batterien mit dem Taxi in den Garten karren lassen. Wie gesagt, kauf dir mal nen Blei-Gel-Akku. Vielleicht findest da sogar auf dem Schrott einen aus nem E-Rolli oder so
PPB schrieb: > Ich habe die Hoffnung, irgendwann fix+fertige "Wasserstoffakkus" > bekommen zu können für wenig Geld, Vielleicht im nächsten Jahrhundert?
Schlumpf schrieb: > Wie gesagt, kauf dir mal nen Blei-Gel-Akku. > Vielleicht findest da sogar auf dem Schrott einen aus nem E-Rolli oder > so Da wo ich raussuchen kann, gibt's nur Autobatterien und beim Entsorger, wo ich die ganz Platten wieder versetze, darf man nicht raussuchen und "abkaufen", schon mehrfach gefragt. Das ist schon ein running-gag, ich frage jedes mal "... und mitnehmen darf ich immer noch keine?". Bisher war halt der Vorteil, warum ich mir das mit den Schrott-Batterien angetan habe, dass ich das mehr oder weniger kostenlos bekomme. Die Solar-Zellen habe ich für fast lau bekommen (1x Ebay gebraucht, 1x Sturmschaden Austausch - aber noch vollkommen heile). Schlumpf schrieb: > Die Idee mit der Brennstoffzelle ist wirklich völlig an den Haaren > herbei gezogen. So würde ich das jetzt nicht einordnen. Die Umsetzung und das Kosten/Nutzen Verhältnis sprechen dagegen, aber die Idee an sich ist nicht schlecht, würde es denn so einfach gehen.
Früher oder später werd ich mir dann wohl zyklenfeste Akkus kaufen. Ich habe gerade vor ein paar Tagen wieder für 10€ 2x 60Ah geholt (hatten die mal). Sobald die runter sind, denke ich wirds ein oder zwei ordentliche Akkus geben. Ich habe vor 10 oder 11 Jahren das letzte Mal eine Autobatterie dafür gekauft, seitdem läuft das wie vorhin beschrieben. Und als ich das heute mit den Brennstoffzellen gehört habe, schoss mir sofort in Kopf, dass ich auf die Schrott-Batterien schon lange keine Lust mehr habe.
Harald W. schrieb: > Vielleicht im nächsten Jahrhundert? Wahrscheinlich sogar nie. Ich vermute eher, dass sich die Wasserstoffbetriebene Brennstoffzelle nie durchsetzen wird. Zu kompliziert im gesamten Prozess, was Gewinnung, Verdichtung, Lagerung, Transport des Wasserstoff betrifft. Ich denke eher, dass sich da noch ganz andere Technologien bei den Akkus auftun werden. Aber lassen wir uns überraschen
PPB schrieb: > So würde ich das jetzt nicht einordnen. Die Umsetzung und das > Kosten/Nutzen Verhältnis sprechen dagegen, aber die Idee an sich ist > nicht schlecht, würde es denn so einfach gehen. Na ja, Und genau deswegen ist es an den Haaren herbei gezogen. Teurer und komplizierter kann man Energie kaum in einen Speicher packen. Technologisch prinzipiell möglich, aber in der Gartenhütte nicht umsetzbar.
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