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Sven Geitmann. Wasserstoff und Brennstoffzellen
Wasserstoff & Brennstoffzellen
DANKSAGUNG
VORWORT
INHALT
1 EINLEITUNG
2 AKTUELLER STAND BEI FOSSILEN ENERGIETRÄGERN
2.1 Energiebedarf
2.2 Heutige Energiequellen
2.2.1 Primärenergieverbrauch in Deutschland
2.2.2 Stromverbrauch in Deutschland
2.2.3 Welt-Energieversorgung
2.3 Begrenzte zeitliche Verfügbarkeit
2.4 Umweltbelastung
2.4.1 Limitierte Emissionen
2.4.2 Nichtlimitierte Emissionen
2.4.3 Schadstofffreisetzung
2.5 Kohlenstoff-Dioxid
2.6 Ausstieg aus der Atomenergie
2.7 Entwicklung
2.8 Solare Wasserstoffwirtschaft
2.9 Dezentralität
2.10 Förderung
3 WASSERSTOFF ALS ENERGIETRÄGER
3.1 Chemische & physikalische Eigenschaften
3.1.1 Knallgas-Probe
3.1.2 Flüchtiger Wasserstoff
3.2 Material-Wechselwirkungen
3.3 Wasserstoff-Konfiguration
3.4 Erfahrung mit Stadtgas
3.5 Wasserdampf-Bildung & Wasserstoff-Emission
4 HERSTELLUNG VON WASSERSTOFF
4.1 Elektrolyse
4.2 Dampfreformer
4.3 Partielle Oxidation
4.4 Autothermer Reformer
4.5 Kværner-Verfahren
4.6 Vergasung
4.7 Biochemische Herstellung
4.8 Chemische Herstellung
4.9 Dissoziation
4.10 Nachreinigung
4.10.1 Entschwefelung
4.10.2 Ent- oder Befeuchtung
4.10.3 Silizium-Entfernung
4.11 Verflüssigung
4.12 Herstellungskosten
5 GESPEICHERTE ENERGIE
5.1 Druckbehälter
5.1.1 Niederdruck-Tank
5.1.2 Hochdruck-Tank
5.2 Kryogen-Behälter
5.3 Metallhydrid
5.4 Nano-Rährchen
5.5 MTH-Speicher
5.6 Unterirdische Kavernen
6 TRANSPORT VON ENERGIE
6.1 Gastransport
6.2 Flüssigtransport
6.3 Rohrleitungssystem
7 LEITUNGEN & VENTILE
8 BETANKUNGSVORGANG
8.1 GH2-Betankung
8.2 LH2-Betankung
8.3 Wasserstoff-Tankstellen
9 SICHERHEIT
9.1 Vorsichtsmaßnahmen
9.2 Unfallgefahren
9.2.1 Pkw-Brand
9.2.2 Lkw-Unfall
9.2.3 Lachenbildung
10 DIE BRENNSTOFFZELLE
10.1 Funktionsweise einer BZ
10.2 Hohe Effizienz
10.3 Verschiedene Brennstoffzellen-Arten
10.3.1 AFC
10.3.2 DMFC
10.3.3 PEM-FC
10.3.4 PAFC
10.3.5 MCFC
10.3.6 SOFC
10.3.7 Mikrobielle BZ
10.3.8 Zink/Luft-Brennstoffzelle
10.4 Brennstoffe für Brennstoffzellen
10.4.1 Erdgas
10.4.2 Flüssiggas
10.4.3 Biogas
10.4.4 Methanol
10.5 Kostenfrage
10.6 Brennstoffzellen Vor- & Nachteile
10.6.1 Pro
10.6.2 Kontra
10.7 Entwicklung im BZ-Sektor
11 BRENNSTOFFZELLEN-EINSATZGEBIETE
11.1 Mikro- und Mini-Brennstoffzellen
11.2 Portable Einheiten
11.3 Hausenergie-Versorgung
11.4 Kraftwerksbetrieb
11.5 Fahrzeuge
11.5.1 Pkw
11.5.2 Busse
11.5.3 Lkw
11.6 Luftfahrt
11.7 Raumfahrt
11.8 Schienenfahrzeuge
11.9 Schifffahrt
12 DER WASSERSTOFF-MOTOR
12.1 Äußere Gemischbildung
12.2 Innere Gemischbildung
12.3 H2-Motor Vor- & Nachteile
12.3.1 Umwelt-Verträglichkeit
12.3.2 Abmagerung des Wasserstoff/Luft-Gemisches
12.3.3 Hoher Wirkungsgrad
12.3.4 Gewicht & Kosten
12.3.5 Unregelmäßige Verbrennung
12.3.6 Geringe Leistungsdichte durch Liefergrad-Verluste
12.3.7 Schlechte Schmier-Eigenschaften
12.3.8 Hoher Aufwand
12.4 Stickstoff-Emissionen
12.5 H2-Anreicherung
12.6 Motorische Anwendungen. 12.6.1 BMW
12.6.2 Ford
12.6.3 MAN
13 DER KATALYTISCHE BRENNER
14 GEGENÜBERSTELLUNG. 14.1 Kraftstoff-Vergleich
14.2 BZ-Verbrennungskraftmaschine
14.3 Schadstoff-Vergleich
15 AUSBLICK. 15.1 Die weitere Entwicklung
15.2 Wasserdampf-Bildung
15.3 Klimatische Auswirkungen
15.4 Elektrolyse-Plattform
15.5 Das Wasserstoff-Haus
15.6 Insel-Energieversorgung
15.7 Island-Modell
16 ZUSAMMENFASSUNG
17 ANHANG. 17.1 Abkürzungen
17.2 Einheiten/Formelzeichen
17.3 Elemente
17.4 Geschichte
17.5 Chemische Eigenschaften
17.6 H2-Sicherheitsmaßnahmen
17.7 Regenerative Energien
LITERATUR
Richtlinien
INDEX
VERLAGSPROGRAMM
AUTOR
18. WELT-WASSERSTOFFENERGIE-KONFERENZ 2010. vom 16. bis 21. Mai 2010 in Essen. Veranstalter: International Association for Hydrogen Energy (IAHE)
18th World Hydrogen Energy Conference (18WHEC2010)
