Maturaarbeit von Patric Bigler, Klasse 1c

Präsentation zum Thema: "Maturaarbeit von Patric Bigler, Klasse 1c"—  Präsentation transkript:

1 Maturaarbeit von Patric Bigler, Klasse 1c
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 CO2

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, RI: 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) 0,22 0,357 1,623 84 20 185,4 48,671 26,252 0,579 0,203 0,923 112 20,985 11,319 0,187 0,33 0,359 1,088 127 49,605 26,756 0,391 0,347 1,052 135 49,281 26,581 0,365 0,47 0,422 0,898 144 54,57 29,434 0,379 0,475 1,011 155 74,435 40,148 0,48

15 Hindernisse der Brennstoffzelle
Tankstellennetz – Grosse Investitionen nötig Logistik- und Produktionsproblematik von H2 Speicherungsproblematik von H2 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: