Immer mehr Menschen besitzen heutzutage ein Auto. Laut Statistiken gibt es im Jahr 2018 in Deutschland rund 46,5 Millionen zugelassene Kraftfahrzeuge . Im Vergleich zum Jahr 1960, wo ca. 4,5 Millionen Kraftfahrzeuge zugelassen waren, hat sich die Anzahl an PKWs in Deutschland mehr als verzehnfacht. Diese 46,5 Millionen Fahrzeuge brauchen Energie um angetrieben zu werden. Die dafür notwendige Energie wird heutzutage größtenteils aus fossilen Brennstoffen gewonnen. Fossile Brennstoffe werden immer weniger und neigen sich langsam dem Ende zu. Die jüngsten Dieselabgasskandale und die drohenden Fahrverbote für Dieselfahrzeug in Städten lassen uns nach einer alternativen Antriebsart für Kraftfahrzeuge suchen. Eine Alternative bietet die Brennstoffzellentechnologie in der Fahrzeugtechnik, die mit einer Reaktion aus Sauerstoff und Wasserstoff Energie erzeugt. Die durch die Brennstoffzelle eingesparten CO2 Abgase sprechen für eine Revolution der Energieversorgung in Fahrzeugen. Diese Kohlenstoffdioxid Reduzierung ist nötig, um den Klimawandel zu stoppen und die politischen Ziele zum Ausstoß von Abgasen zu erfüllen. Somit stellt sich die Frage, ob die Brennstoffzellentechnologie das Potential hat, eine effiziente und komfortable Alternative zu den Verbrennungsmotoren in der Fahrzeugtechnik zu werden. Diese Facharbeit gibt einen Überblick über die bestehenden technologischen Entwicklungen im Bereich der Brennstoffzellentechnologie und der Wasserstoffgewinnung. Und setzt diese in einen Bezug zur mobilen Anwendung in Kraftfahrzeugen. Anschließend wird eine Analyse und Einschätzung zur Brennstoffzellentechnologie in der Fahrzeugtechnik abgegeben. Zum Schluss werden die Vor- und Nachteile der Brennstoffzellentechnologie miteinander verglichen und es wir eine Zukunftsprognose zum Brennstoffzellenmarkt aufgestellt.
Inhaltsverzeichnis
- Einleitung
- Die Brennstoffzelle
- Alkalische Brennstoffzelle (AFC-Brennstoffzelle)
- Membranbrennstoffzelle (PEM-Brennstoffzelle)
- Direkt-Methanol Brennstoffzelle (DMFC-Brennstoffzelle)
- Phosphor-Brennstoffzelle (PAFC-Brennstoffzelle)
- Fazit Brennstoffzelle
- Wasserstoff
- Dampfreformierung
- Partielle Oxidation
- Grüne Wasserstoffherstellung
- Wasserelektrolyse
- Fazit Wasserstoff
- Mobile Anwendung
- Wasserstofftank
- Sicherheit
- Problem Kaltstart
- Optimierung
- Aktueller technischer Stand
- Tankstellen
- Marktperspektiven
- Analyse und Einschätzung
Zielsetzung und Themenschwerpunkte
Diese Facharbeit untersucht die Brennstoffzellentechnologie und die Wasserstoffgewinnung im Kontext mobiler Anwendungen, insbesondere im Automobilbereich. Ziel ist es, die technologischen Entwicklungen zu beleuchten und eine Einschätzung zum Potential der Brennstoffzellentechnologie als Alternative zu Verbrennungsmotoren abzugeben.
- Verschiedene Brennstoffzelltypen und deren Eignung für den mobilen Einsatz
- Methoden der Wasserstoffgewinnung und deren Nachhaltigkeit
- Herausforderungen und Lösungsansätze bei der mobilen Anwendung von Brennstoffzellen (z.B. Kaltstart, Sicherheit, Infrastruktur)
- Analyse der Wirtschaftlichkeit und Marktperspektiven der Brennstoffzellentechnologie
- Vergleich der Brennstoffzellentechnologie mit bestehenden Antriebstechnologien
Zusammenfassung der Kapitel
Einleitung: Die Einleitung beleuchtet den steigenden Bedarf an alternativen Antriebsarten für Kraftfahrzeuge angesichts der Verknappung fossiler Brennstoffe und der Umweltbelastung. Sie führt in die Thematik der Brennstoffzellentechnologie als vielversprechende Alternative ein und skizziert den Aufbau der Facharbeit, der einen Überblick über technologische Entwicklungen, mobile Anwendungen und eine abschließende Analyse umfasst.
Die Brennstoffzelle: Dieses Kapitel beschreibt das grundlegende Funktionsprinzip einer Brennstoffzelle als kalte Verbrennung, bei der chemische Energie direkt in elektrische Energie umgewandelt wird. Es werden die Funktionsweise, der Wirkungsgrad und die verschiedenen Typen von Brennstoffzellen (AFC, PEM, DMFC, PAFC) detailliert erläutert, wobei jeweils die Vor- und Nachteile sowie die jeweilige Eignung für den mobilen Einsatz hervorgehoben werden. Der hohe Wirkungsgrad der Brennstoffzelle im Vergleich zu Verbrennungsmotoren wird betont.
Wasserstoff: Dieses Kapitel befasst sich mit der Herstellung von Wasserstoff, dem wichtigsten Brennstoff für Brennstoffzellen. Es werden verschiedene Verfahren zur Wasserstoffgewinnung, darunter Dampfreformierung, Partielle Oxidation und grüne Wasserstoffherstellung mittels Wasserelektrolyse, erläutert. Die Kapitel verdeutlicht die Notwendigkeit nachhaltiger Wasserstoffgewinnung, um die Umweltbelastung zu minimieren und die Ziele des Klimaschutzes zu erreichen. Die Problematik der derzeitigen, vorwiegend auf fossilen Brennstoffen basierenden Wasserstoffproduktion wird hervorgehoben.
Schlüsselwörter
Brennstoffzelle, Wasserstoff, PEM-Brennstoffzelle, DMFC-Brennstoffzelle, Wasserstoffgewinnung, Dampfreformierung, Wasserelektrolyse, Mobile Anwendung, Automobilindustrie, Nachhaltigkeit, Klimaschutz, Effizienz, Marktperspektiven.
FAQ: Facharbeit Brennstoffzellentechnologie und Wasserstoffgewinnung
Was ist der Gegenstand dieser Facharbeit?
Die Facharbeit untersucht die Brennstoffzellentechnologie und die Wasserstoffgewinnung im Kontext mobiler Anwendungen, insbesondere im Automobilbereich. Ziel ist die Beleuchtung technologischer Entwicklungen und eine Einschätzung des Potentials der Brennstoffzellentechnologie als Alternative zu Verbrennungsmotoren.
Welche Brennstoffzelltypen werden behandelt?
Die Arbeit beschreibt verschiedene Brennstoffzelltypen, darunter alkalische Brennstoffzellen (AFC), Membranbrennstoffzellen (PEM), Direkt-Methanol-Brennstoffzellen (DMFC) und Phosphor-Brennstoffzellen (PAFC). Für jeden Typ werden Funktionsweise, Wirkungsgrad, Vor- und Nachteile sowie die Eignung für mobile Anwendungen erläutert.
Welche Methoden der Wasserstoffgewinnung werden betrachtet?
Die Facharbeit behandelt verschiedene Verfahren zur Wasserstoffgewinnung: Dampfreformierung, Partielle Oxidation, grüne Wasserstoffherstellung mittels Wasserelektrolyse. Die Notwendigkeit nachhaltiger Wasserstoffgewinnung zur Minimierung der Umweltbelastung wird hervorgehoben.
Welche Herausforderungen bei der mobilen Anwendung von Brennstoffzellen werden angesprochen?
Die Arbeit analysiert Herausforderungen wie Kaltstartprobleme, Sicherheitsaspekte, die notwendige Infrastruktur (Tankstellen) und die Optimierung der Technologie für den mobilen Einsatz. Der aktuelle technische Stand und die Marktperspektiven werden ebenfalls beleuchtet.
Wie ist die Facharbeit strukturiert?
Die Facharbeit beinhaltet eine Einleitung, Kapitel zu Brennstoffzellen, Wasserstoffgewinnung und mobilen Anwendungen, sowie eine abschließende Analyse und Einschätzung. Ein Inhaltsverzeichnis, die Zielsetzung mit Themenschwerpunkten, Kapitelzusammenfassungen und Schlüsselwörter erleichtern die Navigation.
Welche Schlüsselwörter charakterisieren die Facharbeit?
Schlüsselwörter sind: Brennstoffzelle, Wasserstoff, PEM-Brennstoffzelle, DMFC-Brennstoffzelle, Wasserstoffgewinnung, Dampfreformierung, Wasserelektrolyse, Mobile Anwendung, Automobilindustrie, Nachhaltigkeit, Klimaschutz, Effizienz, Marktperspektiven.
Welche Schlussfolgerungen werden gezogen?
Die Facharbeit zieht eine abschließende Einschätzung zum Potential der Brennstoffzellentechnologie als Alternative zu Verbrennungsmotoren, unter Berücksichtigung der technologischen Entwicklungen, der Herausforderungen und der Marktperspektiven. Ein detaillierter Vergleich mit bestehenden Antriebstechnologien findet statt. Die Wirtschaftlichkeit der Technologie wird ebenfalls analysiert.
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- Anonym (Author), 2017, Brennstoffzellentechnologie. Wasserstoff, mobile Anwendung, Analyse und Einschätzung, Munich, GRIN Verlag, https://www.grin.com/document/958317
