Auch in einer All Electric Society besteht die Notwendigkeit, elektrische Energie in chemisch gebundener Form zu speichern – sei es für den mobilen Einsatz in Kraftfahrzeugen aller Art oder um die temporäre Divergenz zwischen Angebot und Nachfrage regenerativ erzeugter elektrischer Energie auszugleichen (Überangebot am Tag oder im Sommerhalbjahr, Unterangebot in der Nacht oder im Winterhalbjahr). In allen Zukunftsszenarien spielt deshalb Wasserstoff als Energiespeicher eine zentrale Rolle. Um daraus wieder elektrische Energie (Rückverstromung), kinetische Energie (Fahrantrieb) oder thermische Energie (Wärme/Heizen) zu gewinnen, sind entsprechende Energiemaschinen, wie z. B. Brennstoffzellen oder Verbrennungsmotoren erforderlich. Der Verbrennungsmotor punktet dahingehend u. a. als marktreife Technologie, die es jedoch für diesen Anwendungsfall weiter zu erforschen und zu optimieren gilt. Bedingt durch die Eigenschaften von Wasserstoff im Vergleich zu fossilen Kraftstoffen wie Benzin, Diesel oder Erdgas, ergeben sich einerseits neue Herausforderungen, andererseits aber auch erhebliche Potenziale. Dabei greift die Fokussierung allein auf das Kraftstoffsystem des Motors zu kurz. Vielmehr müssen das Arbeitsverfahren und die Motorkonstruktion für die in Bezug auf Wirkungsgrad und Schadstoffemission optimale Umsetzung von Wasserstoff grundlegend neu gedacht und ganzheitlich konzeptioniert werden.

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Verbrennungsmotoren zur Rückverstromung von Wasserstoff

  • Ulrich Walther,
  • Benny Gottschalk,
  • Mirko Bodach

摘要

Auch in einer All Electric Society besteht die Notwendigkeit, elektrische Energie in chemisch gebundener Form zu speichern – sei es für den mobilen Einsatz in Kraftfahrzeugen aller Art oder um die temporäre Divergenz zwischen Angebot und Nachfrage regenerativ erzeugter elektrischer Energie auszugleichen (Überangebot am Tag oder im Sommerhalbjahr, Unterangebot in der Nacht oder im Winterhalbjahr). In allen Zukunftsszenarien spielt deshalb Wasserstoff als Energiespeicher eine zentrale Rolle. Um daraus wieder elektrische Energie (Rückverstromung), kinetische Energie (Fahrantrieb) oder thermische Energie (Wärme/Heizen) zu gewinnen, sind entsprechende Energiemaschinen, wie z. B. Brennstoffzellen oder Verbrennungsmotoren erforderlich. Der Verbrennungsmotor punktet dahingehend u. a. als marktreife Technologie, die es jedoch für diesen Anwendungsfall weiter zu erforschen und zu optimieren gilt. Bedingt durch die Eigenschaften von Wasserstoff im Vergleich zu fossilen Kraftstoffen wie Benzin, Diesel oder Erdgas, ergeben sich einerseits neue Herausforderungen, andererseits aber auch erhebliche Potenziale. Dabei greift die Fokussierung allein auf das Kraftstoffsystem des Motors zu kurz. Vielmehr müssen das Arbeitsverfahren und die Motorkonstruktion für die in Bezug auf Wirkungsgrad und Schadstoffemission optimale Umsetzung von Wasserstoff grundlegend neu gedacht und ganzheitlich konzeptioniert werden.