Wie man eine Wasserstoff Batterie mit eigenen Händen herstellt - Unendliche Energie

Summary

Dieses Video skizziert die Grundlagen von wasserstoffbetriebenen Batterien und zeigt, wie man eine einfache wasserstoffsauerstoffbrennstoffzelle selbst bauen kann. Es erläutert den Vorteil von Wasserstoff als erneuerbare Energiequelle und wie er aus Wasser gewonnen werden kann. Der Fokus liegt auf der Herstellung einer Platin-elektrode, der Verwendung von speziellen Materialien wie Nafion-Folie und der Stromerzeugung durch chemische Reaktion. Es vergleicht die Effizienz von selbstgefertigten mit industriellen Zellen und zeigt die Anwendungen von Wasserstoff in Drohnen und Fahrzeugen, unterstrichend die zukünftigen Möglichkeiten und Herausforderungen dieser Technologie.

Takeaways

• 🔋 Die Batterie der Drohne ist schnell leer, obwohl sie gerade aufgeladen wurde, was auf ineffiziente Energiespeicherung hindeutet.
• 🚀 Der Sprecher diskutiert die Möglichkeit, Wasserstoffbatterien zu verwenden, um die Flugzeit von Drohnen auf mindestens 2 Stunden zu verlängern.
• ♻️ Wasserstoff ist eine erneuerbare Energiequelle, die aus Wasser mithilfe von Solarstrom gewonnen werden kann und bei der Reaktion mit Sauerstoff eine große Menge an Energie freisetzt.
• 🔧 Der Vorteil von Wasserstoff ist, dass er in ähnlicher Weise wie Benzin zur Energiegewinnung genutzt werden kann, allerdings ohne die Nachteile von fossilen Brennstoffen.
• 🔥 Es wird erklärt, dass Wasserstoff ein brennbares Gas ist und dass seine Verbrennung in einer Brennstoffzelle eine effiziente Art ist, Energie zu erzeugen.
• 🔬 Der britische Wissenschaftler William Robert Grove entdeckte das Prinzip der Brennstoffzellen im 19. Jahrhundert, welches auf der Oxidation von Wasserstoff und Sauerstoff beruht.
• 🛠️ Der Sprecher führt durch den Prozess der Herstellung einer einfachen Wasserstoff-Sauerstoff-Brennstoffzelle, einschließlich der Platinierung von Elektroden und der Verwendung von Nafion-Folien als Elektrolyt.
• 💡 Die selbstgebauten Brennstoffzellen erzeugen zwar Strom, allerdings nur mit einer geringen Effizienz und Stromstärke.
• 🚗 Es wird auf die Anwendung von Wasserstoffzellen in Fahrzeugen hingewiesen, die mit einer Wasserstofftanksfüllung bis zu 600 km fahren können.
• 💰 Die Kosten für die Herstellung von Wasserstofffahrzeugen sind aufgrund der teuren Platinkatalysatoren in Brennstoffzellen derzeit hoch, aber es wird auf eine zukünftige Reduzierung der Kosten durch Optimierung und Massenproduktion hingewiesen.
• 🌱 Die Entwicklung von Wasserstofftechnologien ist noch in frühen Stadien, aber es wird eine zukünftige Verbesserung der Effizienz und des Preisniveaus erwartet.

Q & A

Was ist das Hauptproblem mit herkömmlichen Drohnenbatterien?

Das Hauptproblem ist, dass sie nur etwa 20 Minuten Flugzeit bieten, während es wünschenswert wäre, mindestens 2 Stunden Flugzeit zu haben.

Was sind die Vorteile von Wasserstoff als Energiequelle?

Wasserstoff ist eine erneuerbare Energiequelle, die aus Wasser mit Hilfe von Sonnenstrom gewonnen werden kann und bei der Reaktion mit Sauerstoff eine große Menge an Energie freisetzt.

Wie funktioniert eine Wasserstoffsauerstoffbrennstoffzelle?

In einer Wasserstoffsauerstoffbrennstoffzelle oxidiert Wasserstoff an einer Platin-katalytischen Elektrode und gibt Elektronen ab, die durch eine Membran (NAFION) zum Sauerstoff geleitet werden, wo sie oxidiert werden und Wasser als Nebenprodukt bilden.

Was ist der Unterschied zwischen einem Sterlingmotor und einem externen Verbrennungsmotor?

Ein Sterlingmotor ist ein externer Verbrennungsmotor, der Wärmeenergie in Strom umwandelt, aber er kann auch mit Wasserstoff betrieben werden, was die Effizienz erhöht, muss aber für den Betrieb mit Wasserstoff spezielle Modifikationen haben.

Was ist die Wirkungsweise von Brennstoffzellen?

Brennstoffzellen wandeln chemische Energie in elektrische Energie um, indem sie Wasserstoff und Sauerstoff oxidieren, ohne dass es zu einem Flammentod kommt. Dies geschieht auf Platin-katalytischen Elektroden.

Welche Rolle spielt Platin in der Herstellung von Brennstoffzellen?

Platin dient als Katalysator in Brennstoffzellen, um die Geschwindigkeit der Reaktionen zu erhöhen und sie unter milderen Bedingungen als üblich zu gestatten.

Wie wird eine Platin-elektrode hergestellt?

Eine Platin-elektrode wird durch das Platinieren eines Nickelschaums hergestellt, indem er in eine Lösung von Hexachlorplatinsäure taucht, um eine gleichmäßige Platinschicht auf der Oberfläche zu erzeugen.

Was ist die Funktion der NAFION-Folie in einer Brennstoffzelle?

Die NAFION-Folie dient als Protonenemitter in Brennstoffzellen, erlaubt also die Durchlässigkeit von Wasserstoffionen zwischen den Elektroden.

Wie hoch ist die durchschnittliche Spannung, die eine selbstgebaute Wasserstoffbatterie erzeugt?

Eine selbstgebauter Prototyp einer Wasserstoffbatterie erzeugt im Durchschnitt 0,7 Volt, während die theoretisch mögliche Spannung 1,3 Volt beträgt.

Was sind die möglichen Verbesserungen für die Effizienz einer Wasserstoffbatterie?

Die Effizienz einer Wasserstoffbatterie kann durch die Verwendung einer konzentrierteren Wasserstoffquelle, wie z.B. Natrium borohydrid, oder durch den Einsatz von verbesserten industriellen Brennstoffzellen und Elektrolyseure gesteigert werden.

Wie kann man Wasserstoff direkt herstellen?

Wasserstoff kann durch Elektrolyse von Wasser hergestellt werden, bei dem Strom durch ein System geleitet wird, das Wasserstoff und Sauerstoff mittels einer NAFION-Folie aufspaltet.

Wie wichtig ist die Reichweite für Drohnen oder Elektrofahrzeuge?

Für Drohnen und Elektrofahrzeuge ist die Reichweite oft wichtiger als der Wirkungsgrad, da sie längere Betriebszeiten ohne Aufladung oder Tanken ermöglichen.

Was sind die Herausforderungen bei der Verwendung von Wasserstoffzellen in Autos?

Die Herausforderungen umfassen hauptsächlich die hohen Kosten für die Herstellung von Wasserstoffzellen, insbesondere die Kosten für Platinkatalysatoren, sowie die Entwicklung von Technologien zur effizienteren Produktion von Wasserstoff.