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Die Brennstoffzelle; Bald eine ernstzunehmende Alternative für die Automobilindustrie? Maturaarbeit von Patric Bigler, Klasse 1c.

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Präsentation zum Thema: "Die Brennstoffzelle; Bald eine ernstzunehmende Alternative für die Automobilindustrie? Maturaarbeit von Patric Bigler, Klasse 1c."—  Präsentation transkript:

1 Die Brennstoffzelle; Bald eine ernstzunehmende Alternative für die Automobilindustrie? Maturaarbeit von Patric Bigler, Klasse 1c

2 Übersicht Ziele der Arbeit Die Brennstoffzelle allgemein Wie funktioniert die Brennstoffzelle? Die Brennstoffzelle in der Automobilindustrie Praktischer Teil: Wirkungsgrad bestimmen Ergebnisse der Messungen Schlussfolgerungen

3 Ziele dieser Maturaarbeit Sammeln von jeglichen Informationen über Brennstoffzellen (Funktion, Geschichte, Typen, etc.) Bestimmung des Wirkungsgrades einer Brennstoffzelle Frage der Umsetzbarkeit der Brennstoffzellen und des Wasserstoffs im täglichen Strassenverkehr

4 Steckbrief der Brennstoffzelle Erfunden durch den Physiker Sir William Robert Grove im Jahre 1839 Umkehrreaktion der Wasserelektrolyse Anwendungen: Raumfahrt, Heizung, dezentrale Stromversorgung, „Autoantrieb“ Keine schädlichen Emmissionen wie CO 2

5 Wie funktioniert eine Brennstoffzelle? Brennstoffzelle mit „Proton Exchange Membrane“ (PEM) als Elektrolyt Reaktion an der Anode: Reaktion an der Kathode: Gesamtreaktion:

6 Animation

7 Die Brennstoffzelle in der Automobilindustrie Daimler Chrysler: „NECAR 1-6, F-Cell“ BMW: „Clean Energy“ Honda: Fuel Cell „FCX“ General Motors: „HydroGen 1-3“ PSI und Volkswagen: VW Bora „HY.Power“ Uni Fribourg: Wasserstoff-Pistenfahrzeug

8 Praktischer Teil: Vorgehen Messen der Spannung über verschiedenen Lastwiderständen Berechnen der Stromstärken I = U : R Leistung berechnen P = U ∙ I Wirkungsgrad berechnen

9 Schaltplan Schaltplan für die Spannungsmessung über den verschiedenen Widerständen. V: Voltmeter, R: Lastwiderstand, R I : Innenwiderstand der Brennstoffzelle

10 Praktischer Teil Messen der Spannung über verschiedenen Lastwiderständen Berechnen der Stromstärken I = U : R Leistung berechnen P = U ∙ I Wirkungsgrad berechnen

11 Praktischer Teil Messen der Spannung über verschiedenen Lastwiderständen Berechnen der Stromstärken I = U : R Leistung berechnen P = U ∙ I Wirkungsgrad berechnen

12 Strom-Leistungsdiagramm Gelbe Markierung: Beste Leistung der Brennstoffzelle

13 Praktischer Teil Messen der Spannung über verschiedenen Lastwiderständen Berechnen der Stromstärken I = U : R Leistung berechnen P = U ∙ I Wirkungsgrad berechnen

14 Wirkungsgrad bei verschiedenen Widerständen Widerstand Spannung (V) Stromstärke Zeit (sec) Volumen (cm3) Input Output (J) Wirkungsgrad (η) Leistung (W) ( Ω) (A) (J) 0,220,3571, ,448,67126,2520,579 0,220,2030, ,420,98511,3190,187 0,330,3591, ,449,60526,7560,391 0,330,3471, ,449,28126,5810,365 0,470,4220, ,454,5729,4340,379 0,470,4751, ,474,43540,1480,48

15 Hindernisse der Brennstoffzelle Tankstellennetz – Grosse Investitionen nötig Logistik- und Produktionsproblematik von H 2 Speicherungsproblematik von H 2 Forschungskosten (Werkstoffe teuer) Unterstützung der Umweltpolitik

16 Zukunftsaussichten Guter Wirkungsgrad macht Brennstoffzelle in diversen Gebieten interessant Serienmässiger Produktion in ca. 15 Jahren Optimierung von Wirkungsgraden und

17 Danksagungen Herr R. Stucki, Fachliche Betreuung Herr M. Zysset, Klassenlehrer Herr Dr. F. Büchi, PSI Villigen Herr Dr. A. Züttel, Uni Fribourg PanGas, BMW, Honda, Toyota, Schiess+Partner AG

18 Informationen und Arbeit unter:


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