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Brennstoffzelle im Modellbau

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Brennstoffzelle Modellbau

 

 

Die Brennstoffzelle im Modellbau ist eine Revolution für alle Modellbau-Richtungen. Problematisch ist ja grundsätzlich die Akkuleistung, also die Reichweite, die sich durch eine Brennstoffzelle stark verbessern lässt.

 

Beispiel: Modellflugzeug

Gerade hier wird es mit einem normalen Akku schwierig. 

Das Hauptproblem des Elektrofluges ist es, genug Energie an Bord zu speichern. Das verlangt nach einem kleinen Akku mit großer Kapazität.
Um das Problem zu illustrieren zeige ich in folgender Tabelle die Energiedichte einiger 'Speichermedien', also wieviel Energie in einem Kilogramm gespeichert werden kann:

NiCd-Akku NiMH-Akku LitIonen-Akku LitPolimer-Akku Blei-Akku Brennstoffzelle Benzin Methanol
50 Wh/kg 80 Wh/kg 180 Wh/kg 180 Wh/kg 30 Wh/kg 150 Wh/kg 10 000 Wh/kg 5 600 Wh/kg

Benzin enthält bei gleichem Gewicht 200 mal so viel Energie wie ein NiCd-Akku.
Die Zahlen in der Tabelle entsprechen den mir bekannten Bestwerten. Nicht jede Zelle erreicht diese Werte. Der NiMH-Akku des Toyota-Prius kommt z.B. nur auf 46 Wh/kg, hier kam es offensichtlich mehr auf Robustheit und Langlebigkeit an, als auf maximalen Energiegehalt. Der lokale Toyota-Händler bestätigte mir, dass er noch nie einen solchen Akku ersetzen mußte.
In der Entwicklung befinden sich Akku-Technologien mit einer Energiedichte von 250 ... 350 Wh/kg, die aber noch nicht marktreif sind.

Ein Akku muß seine Energie aber auch in kurzer Zeit abgeben können. Dazu muß er hochstromfähig sein. Da man an einem Nachmittag mehrere Flüge machen möchte, muß der Akku auch in kurzer Zeit aufladbar sein. Diese beiden Forderungen erfüllen leider die LithiumIonen-Akkus noch nicht. Aus diesem Grunde werden spezielle hochstromfähige NiCd- oder NiMH-Akkus verwendet.
Bei langsamen Kleinmodellen finden aber auch zunehmend LIPO-ZellenAnwendung.
NiCd-Zellen enthalten das umweltgift Cadmium, und werden gemäß einer EU-Richtlinie ab 2008 vom Markt genommen. In den meisten Aplikationen treten die NiMH-Zellen ihre Nachfolge an.

Brennstoffzellen sind weiter als manch einer denkt, allerdings gibt es noch nicht für jede Anwendung marktreife Modelle. Die Industrie hat Prototypen für Notebooks in Erprobung, die bei 1 kg Gewicht 20 W Dauerleistung liefern. Vielleicht gibt es in wenigen Jahren kleine Brennstoffzellen mit 100 W Dauerleistung. Die hätten das Zeug, die NiCd-Akkus abzulösen.Vorher muß aber noch der Wirkungsgrad der Zellen erhöht werden. Gegenwärtig erzeugt eine Brennstoffzelle 4 mal so viel Wärme wie Strom.

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