Erdgasantrieb, Entwicklung bei Toyota



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Bernd Schlueter

Bekanntes Mitglied
10.12.2004
10.138
Brennstoffzellen arbeiten meist mit Wasserstoff und Luft bei Atmosphärendruck. Wegen des niedrigen Druckes benötigt man ungeheure Mengen Platin, was Brennstoffzellenautos so teuer macht, auch, wenn man dieses gut recyclen kann. Die Wärme wird überhaupt nicht verwendet und auch das entstehende CO nicht, wenn man mit Erdgas speist.

Jetzt staune ich überhaupt nicht schlecht über die etwas ältere Toyota-Entwicklung, die mehrere Fliegen mit einer Brennstoffzellen-Turbinengenerator zu Düsenjägern macht:

Toyota ist mutig

Zur Erklärung: Der Turbinenkompressor erzeugt sowohl Kompressionswärme, wie auch den höheren Druck für die Hochtemperatur-Brennstoffzelle, die mit sehr viel weniger effektiver Brennstoffausnutzung auskommt, denn die überschüssige Wärme wird zusammen mit der bei der CO-Verbrennung entstehenden Hitze in einer Entspannungsturbine genutzt.
65% Wirkungsgrad sind alles andere als schlecht. Abgesehen von der gewaltigen Platineinsparung. Ich schätze mal, 5% der üblichen Platinmenge genügen zum Betrieb.


Nachteil: 250 kW Mindestleistung, mit der Toyota experimentiert. Aber trotzdem: das ist die Energiewende, wenn auch für uns nur als dezentraler Stromgenerator verwendbar. Für LKWs und Schiffe aber durchaus mitnehmbar! Groß dürfte das Gerät nicht sein, aber für unsere Zwecke nicht in unseren kleinen Gefährten verwendbar.

Trotzdem: ich bin begeistert.

Die Crux ist die wenig elastische Turbine, die für kleinere Einheiten besser durch Kolbenkompressor plus Kolbenexpander ersetzt werden sollte. Kleine Turbinen haben einen zu geringen Wirkungsgrad.

Trotzdem, ich finde die mutige Idee hochinteressant und für sicherlich entwicklungsfähig.

Statt Turbinenkompressor könnte man auch einen Pressluftkompressor mit Sauerstoffanreicherungsanlage an den Tankstellen verwenden und die Pressluft in Guy-Negre-Presslufttanks speichern, ebenso die geringe Erdgasmenge. da die meisten Autos dann rein elektrisch mittels Batterie fahren, bekommen diese den Strom. Wer weiter will, nutzt die eigene Hochtemperatur-Brennstoffzellen-Turbinenkombination. Vielleicht lässt sich dazu sogar der Fehlgeburtsmotor von Guy Negre verwenden, der in seiner falschen Anwendung, selbst in Indien, immer einfror.

Auf jeden Fall interessant, wenn auch Zukunftsmusik.
Aber Toyota meint es ernst, wie aus anderen Äußerungen der Firmenleitung hervorgeht. Sie wollen die normale Verbrennertechnik ganz verlassen. Angekündigt ist, innerhalb nur weniger Jahre...
 

thegray

Bekanntes Mitglied
15.04.2008
8.715
Bitte nicht aus den Augen verlieren wie nicht selten mit euforischer begeristerung was man geerwiederfunden.....

Brennstoffzellen haben alle gemein hin ein Problem die ZYKLENFESTIGKEIT....
Und bei dem was die heute Kosten ..... Lacht jeder Batteriezellen Hersteller der die im betrieb mit verhältnismäßig wenig Aufwand in Lebensdauer um ein Zigfaches übertrifft.

Gut man kann damit Komkate Kraftwerke von 200KW aufwärts bis zu ZigMEgawatt skalieren.
Wenn ich dann aber einen KWK anlage herkömmlicher Technik daneben Stelle und die dann vergleichbare Wirkungsgradschaft für VIEL VIEL weniger Invest......
Vor 15 Jahren ist genau aus solchen Gründen Vaillant sowas mit Hochtemperatur FC die über eine Reformeranlage mit Erdgas betrieben wurden soooowasss von baden gegenagen.

Deswegen kam ja Jahre später wie ich damals schon mal ausführlich beschrieben/geschrieben habe die Kooperation mit Honda zustande, den Hubkolben Motor den die da eingesetzt hatten war eine halber Industiremotor der bei denen schon optimiert über eine Dekade im Vertrieb. - Hier in EU speziell D Honda das nicht anbot, nachdem man bei ersten zaghaften Versuchen klar machte das man ganz IndustrieDeutschland dagegen verschwören wird das Honda mit dem Produkt das damals schon fast 15 Jahre als Gasthermenerstaz mit bis zu 1KWel. als Standardware beim Japannischen Heizungsbauer um die Ecke über die Theke geht.
 

R.M

Bekanntes Mitglied
24.12.2006
10.248
Hallo

Vor allem sollte man bedenken dass das hoch und runterfahren der Brennstoffzelle ca. 10 min dauert. Also ist eh ein größerer Akku nötig.

Im typischen Kurzstreckenverkehr wird also immer der Akku benutzt und erst nach den abstellen geladen.

Die Niedertemperaturzellen die ich kenne arbeiten mit 7 molarer Natronlauge was auf die Lebensdauer Auswirkungen hat.

Gruß

Roman
 

Bernd Schlueter

Bekanntes Mitglied
10.12.2004
10.138
210 Gramm Natriumhydroxyd pro Liter, das wäre ungeföhr die gleiche Konzentration wie die Kalilauge von Nicads. Bei den Niedertemperaturzellen. Das hört sich angesichts des steigenden CO2-Gehalts der Luft nach einer Sodafabrik an.

Toyota entwickelt ja zunächst nur für den stationären Betrieb, wobei 250kW eine sehr praktikable Größe ist. Ein dezentrales kleineres Strom-und Wärmenetz dürfte Grundvoraussetzung sein.

Die SOFC-Zellen sind wenigstens einigermaßen langlebig und benötigen eine möglichst gleichbleibende Auslastung, wegen der von Dir genannten längeren Aufheizzeit.
Wärmespeicher sind dann eher kein Problem, sofern man nicht eine halbe Heizsaison speichern muss und der Einbau in PKWs scheiden wohl völlig aus...
Trotzdem, ein Lichtblick für das zukünftige dezentrale Netz. Immerhin lässt sich die Leistung besser steuern als bei unseren heutigen Großkraftwerken und der Wirkungsgrad mit voller Ausnutzung der Abwärme ist einfach nicht zu schlagen. Wo Wärme fehlt:
zusätzlicher Brennwertheizkessel, der mit nasser Braunkohle betrieben wird. Immerhin ein Wärmewirkungsgrad von über 100% gegenüber heutigen Heizmethoden. Um genügend varaiabel zu sein, sollte schon ein kleineres Netz mehrerer Einheiten vorhanden sein.
Wenn man parkende Elektroautos in die Ladeanschlüsse einbeziehen könnte, wäre volle Flexibilität gegeben.
 

R.M

Bekanntes Mitglied
24.12.2006
10.248
Hallo

Du redest mal wieder Unsinn da gar kein Kontakt mit Luft statt findet, weder in den Nicds noch in einer Brennstoffzelle. In den Nicds ist eine Wasser-Öl schicht über den Zellen und bei den Brennstoffzellen arbeitet man mir Membranen.

Gruß

Roman
 

Bernd Schlueter

Bekanntes Mitglied
10.12.2004
10.138
Gleich zwei Neuigkeiten für mich:

1. Natron ist nicht Natriumhydroxyd, sondern Hydrogencarbonat. Ein Karbonat, es kann also gar kein CO2 mehr aufnehmen. Der Sauerstofftransport findet über Hydroniumionen statt. 7molar, das heißt, bei einem Molekülgewicht von 84 fast 600 Gramm Natron pro Liter.

2. Das hatte ich zwar gehört, aber nie geglaubt: Ol auf Kalilauge. Was ist das für ein Öl. dass es nicht von der Kalilauge angegriffen wird?

Ich hatte schon deswegen nachgeschlagen, aber ich fand nie etwas dazu...
ist wichtig für mich, weil ich die teilweise verpanschte Lauge meiner Nicads wieder auf die richtige Konzentration bringen möchte...1,19 bis 1,2.

Wüsste ich nur zu gerne, wie der Nachfüllmechanismus der Zellen funktioniert, ohne, dass das auf der Lauge schwimmende Öl beim Nachfüllen ausgeschwemmt wird.

Bild darf nur mit Urhebernennung verwendet werden
Nur, wie macht man das?
 

R.M

Bekanntes Mitglied
24.12.2006
10.248
Hallo

Glaub mir das geht nicht ohne die Zellen zu öffnen, 2 mm Löcher reichen.

Gruß

Roman
 

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