@alexx Ich freue mich hier eine schöne Diskussion angeregt zu haben, Ich hatte mir das mit einem Stapel Metallplatten und einer Dichtung aus Teichfolie an den Rändern der Stahlplatten vorgestellt. Es gibt dazu auch ein Video bei YT. Die Idee war halt das zu speichern und zur Verbrennung im Winter zu nutzen. das dies aber so aufwendig ist, das Speichern, hatte ich nicht so auf dem Schirm. Das man seine Nachbarn gleich mit beglücken kann wenn es nicht richtig läuft ist allerdings nicht uninteressant. 🙂 Spaß muß sein, da das Speichern so kompliziert und teuer ist, werde ich es auf ein paar kleinere oder auch je nach Erfolg größere Experimente beschränken. Danke an alle für die Informationen und das Wissen, war halt mal etwas Abwechslung zum Batterieprojekt oder Solar. Tolles Forum Danke
Ich frag mich warum es eigentlich keine Membranen gibt, mit denen man den Wasser- und Sauerstoff trennen könnte und so die Elektrolysezelle vereinfachen könnte. Hab da zumindest nichts gefunden. Nachdem das ja auch zur Stickstoff und Sauerstoffgewinnung aus Luft geht, sollte es mit Wasserstoff ja eher einfacher sein. DIY mit größeren Mengen Wasserstoff würde ich mir als jemand der mal Chemie studiert hat trotzdem verkneifen ...
Das HPS Picea funktioniert, ein Freund von mir arbeitet in ner Solarbude und sein Chef lebt seit einigen Jahren schon komplett autark mit dem System, ja es kostet Geld und ja die Frage nach dem Wirkungsgrad sollte man sich nicht unbedingt stellen. ABER er lebt seit Jahren komplett autark und kann sogar sein E-Auto damit laden. Sein HAK ist zwar vorhanden, aber da geht nur ein Kabel rein, das vom EVU.
Das mit dem HHO hab ich mir auch schon mal reingezogen, sogar mit einem Dozent der das dann gemessen und gerechnet hat, was dazu an Leistung notwendig ist und was dabei raus kommt. Sowas gibts halt leider nur als DIY Lösung. Das HHO wird katalytisch in einem Behälter mit Sand verbrannt und es kommt dabei dann nur Dampf und Wärme raus, die elektrische Leistung ist deutlich geringer als die Heizleistung die dabei raus kommt. Als offene Flamme gibts das auch, aber das ist eigentlich dann nur zum Schweißen gedacht. Das Problem warum das vermutlich keiner verwendet, ist die Gefahr des sehr leicht entzündlichen Gemisches im freien Raum. Vom HHO Generator zum Brenner, sei es offen oder im Sand, ist immer ein Flammrückschlagdings drin! Ich weiß nicht mehr wie das heißt!
@alexx jaaa, das war noch in der guten alten Zeit. Da habs noch Blei am Rad und im Benzin. Um bei kleineren selbsterzeugten Explosionen stand nicht gleich das SEK vorm Haus.
Ja stimmt, das waren noch Zeiten! Wenn man damals ein Auto hatte, das mit bleifreiem Benzin betankt werden konnte, oder gar schon einen Katalysator hatte, und man dann im Winter auch noch ein Türschloss-Enteisungsspray*) in der Manteltasche hatte, das ein FCKW-freies Treibmittel enthielt, dann galt man seinerzeicht schon als Öko-Champion 
*) Ja liebe Kinder, damals musste man sein Auto noch über das mechanische Fahrertürschloss auf- und zusperren. Und wenn das im Winter eigefroren war, kam man nicht rein!
Jetzt aber zurück zur Elektrolyse:
Ich habe damals anfänglich Kupferelektroden und Kochslazlösung als Elektrolyt probiert. Das funktionierte an der Kathode gut, an der Anode hingegen entstand kaum Sauerstoff. Dafür löste sich dort das Kupfer auf und gab einen bläulichen Schleim in das Wasser ab. Das wäre für diese Anwendung hier, wo man am liebsten reinen Wasserstoff haben möchte, zwar an sich gut, aber der Kupferverbrauch ist einfach zu hoch.
Graphitelektroden habe ich wohl auch mal probiert. Damals waren Einwegbatterien (wie Mignon- oder Babyzellen) oft noch Zink-Kohle-Batterien. Wenn man ein entladenes Exemplar aufsägte, konnte man aus der Mitte einen Kohlestift bergen. Ich erinnere mich aber nicht mehr, welche Elektrolyse-Eigenschaften diese Elektroden hatten. ich bin davon aber wieder abgerückt. Vielleicht war einfach die Fläche zu gering.
Der Ansatz mit Bleielektroden und Schwefelsäure als Elektrolyt funktionierte gut. Es gab innerhalb der Betriebszeit meines damaligen Aufbaus keinen erkennbaren Elektrodenverschleiß.
Wasserstoff und Sauerstoff nachträglich zu trennen dürfte schwierig sein. Destillieren würde ein Abkühlen auf -119°C erfordern, das ist der kritische Punkt von Sauerstoff. Das ist die höchste Temperatur, bei der er flüssig wird, allerdings auch erst bei 50 bar O2-Partialdruck. Ist wohl nicht wirklich praktikabel, zumal man Knallgas (H2 zu O2 2:1) dafür auf 150 bar komprimieren müsste, was per se keine gute Idee sein dürfte. Besser also schon in der Elektrolysezelle trennen. Ob es geeignete Diaphragmen gibt, die man zwischen die Elektroden packen kann, weiß ich ad hoc nicht. Ansätze wie beim klassischen Hoffmann'schen Wasserzersetzungsapparat aus der Schulchemie, wo es separate Steigrohre über den Elektroden gibt, führen zu großem Elektrodenabstand, was Effizienz kosten dürfte (resistives Heizen des Wassers).
Man müsste mal ein HPS Picea zwecks reverse-engineering auseinanderschrauben. Oder sich mal dieses Teil von ebay genauer anschauen (hat aber wahrscheinlich genau das o.g. Problem - großer Elektrodenabstand):
https://www.ebay.de/itm/144710373519
Das HPS Picea funktioniert [...] die Frage nach dem Wirkungsgrad sollte man sich nicht unbedingt stellen.
Auch wenn der Wirkungsgrad nur bei angenommenen 30% liegt - das ist vollkommen OK!
Zahlenbeispiel: Wenn man über den Winter zum Beheizen eines Einfamilienhauses 3500 kWh an Strom braucht (für eine Wärmepumpe oder Split-Klimas), dann kann man davon vielleicht 500 kWh an sonnigen Wintertagen direkt aus der PV bekommen. Entsprechend muss man 3000 kWh durch Verstromung von Wasserstoff freisetzen. Dafür muss man im Sommer bei 30% Wirkungsgrad dann 10.000 kWh hineinstecken. Die bekommt man aus einer PV-Anlage mit etwa 10-12 kWp durchaus heraus, und die passt auf das Dach eines Einfamilienhauses, und ist in der heutigen Zeit (400 W PV-Module liegen um 140€) auch nicht arg teuer.
In Wirklichkeit ist das Bild sogar noch etwas besser: Nur die Abwärme bei der Elektrolyse im Sommer ist weitgehend verloren. Abwärme bei der H2-Verstromung im Winter, sei es in einer Brennstoffzelle oder einem Verbrennungsmotor, kann dagegen direkt zum Heizen mit eingesetzt werden.
Jetzt bräuchte es nur noch eine kostengünstige DIY-Lösung. Am Preis für die Gasflaschen kommt man nicht vorbei. Verstromung würde ich im Zweifelsfall mittels umgebautem Benzingenerator machen, das spart Unsummen für eine teure Brennstoffzelle. Bleibt eben die Frage der Elektrolysezelle...
@alexx deine Kalkulation hat ein Riesen Loch. Wenn du den Wasserstoff zum speichern komprimieren musst brauchst, dafür nicht unerhebliche Energiemengen. Dazu kommt noch die Energie die du zum runterkühlen aufwenden musst.
wenn du es schaffst 30% des erzeugten elektrischen Stroms in einem drucktank als gespeichertes H2 zu haben spielst du schon der Profiliga mit …. Näherliegend wären wohl 10-15%. Also 30% Wirkungsgrad Sonne/Solarzelle x 15% Wirkungsgrad Erzeugung und Speicherung H2 ergibt gerade mal 4,5% gesamtwirkungsgrad!
das wäre mir der Aufwand und das Geld nicht wert.
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. Dazu kommt noch die Energie die du zum runterkühlen aufwenden musst.
Soviel ich weiß läuft das komplett passiv, das Speichersystem arbeitet auch nicht mit 200 oder 300 Bar sondern irgendwas um 50 Bar.
Wirkungsgrad hin oder her, dafür hat man ein EnergiePLUShaus, so ein Haus erzeugt Energie das es sogar über den Winter schafft!
Auch das Argument das Wasserstoffsysteme undicht sind bzw diffundieren liegt wohl im Promillebereich oder sogar drunter.
@langhaar lese dich doch mal in das Thema Wasserstoff Diffusion durch edelstähle ein.
Vielleicht gibts da einen neuen Stand den ich noch nicht kenne.
ich weiß noch aus dem Studium dass es einen nicht in erheblich H2 Verlust gab der für kurzeitspeicherung eventuell noch ok ist, bei Langzeit- Speicherung du aber erhebliche Verluste nicht in Kauf nehmen musst.
Berichte doch mal was du dazu findest - interessantes Thema ….
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Dazu kommt noch die Energie die du zum runterkühlen aufwenden musst.
Der Wasserstoff wird beim HPS Picea nicht heruntergekühlt, sondern bei Umgebungstemperatur gelagert!
Zur Speicherung dienen Gasflaschenbatterien, die 12 Gasflaschen a 50 Liter Füllvolumen umfassen. Das ist seit Jahrzehnten Stand der Technik, in der Industrie praktisch überall anzutreffen, und natürlich auch bei Linde käuflich zu erwerben, wenn man es braucht (in diesem Angebot nur die Füllung, ohne Behältermiete):
Woher das Gerücht kommt, dass Diffusion so ein riesen Problem sei, ist mir ein Rätsel. Schon vor 30 Jahren, als ich ans Gymnasium ging, stand in der Chemie-Lehrmittelsammlung eine Wasserstoff-Gasflasche. Und mir ist nicht zu Ohren gekommen, dass die einmal im Monat hätte neu gefüllt werden müssen, weil sie "leerdiffundiert" wäre. Zumal sie dann kaum in einem geschlossenen Raum hätte aufbewahrt werden dürfen. Vielleicht findet jemand ein Datenblatt, wie viel Diffusionsverlust so eine kommerzielle H2-Flasche hat. Ist aber vermutlich komplett vernachlässigbar.
Vor ewigen Zeiten, als Student, habe ich mir mal eine Elektrolysezelle zur Knallgas-Erzeugung an Sylvester gebaut. I
Richtig gute Silvesterkanonen:
Die gehn zwar nicht mit Knallgas sondern Acetylen/O2, aber der Science Guy hat auch mal ausführlich mit Elektrolyse experimentiert.
Gruß!
@alexx ich kann nur sagen‘ macht halt so wie ihr denkt‘
Wenn du aber schon am denken bist kannst auch mal darüber nachdenken wie du H2 auf 300 bar komprimieren willst ohne dir Gedanken um die bei der adiabatischen Verdichtung entstehende Wärme machen willst……. Thermodynamik I ….. das kostet um die 15-20% der gesamtenergie.
das ganze Metallgelumpe dass mit H2 in Verbindung kommt muss aus 1.4404 oder 1.4571 sein - alles DIY geeignete Materialien. am besten MAG geschweißt und damit es nicht so bunt aussieht auch noch schnell abgebeizt. 😜
Der TÜV besteht übrigens darauf sich jedes Jahr die wasserstoffspeicher intensiv anzuschauen. Das ist Voraussetzung für den Erhalt der betriebsgenehmigung.
Ich würde zu gerne das Gesicht des sachverständigen wenn du im im Vorgespräch sagst dass du das alles DIY machen willst. Vorsicht Kamera!
you make my day 😂
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Der TÜV besteht übrigens darauf sich jedes Jahr die wasserstoffspeicher intensiv anzuschauen.
Bei Gasflaschen an sich liegt die Prüffrist laut dieser Quelle bei 10 Jahren (siehe Unterpunkt 4.1). Es mag aber sein, dass das nur für frei herumstehende Gasflaschen im Labor gilt und komplette Speichersysteme im Gegensatz andere Prüfzyklen haben.
Wenn du aber schon am denken bist kannst auch mal darüber nachdenken wie du H2 auf 300 bar komprimieren willst ohne dir Gedanken um die bei der adiabatischen Verdichtung entstehende Wärme machen willst……. Thermodynamik
Hihi, wie nett
Stichwort Thermodynamik: Hausaufgabe an Dich: Recherchiere mal, was man unter dem Joule-Thomson-Effekt versteht, und welche Besonderheit der Wasserstoff dabei hat.
@alexx zum J-T-Effect: dir ist aber schon klar dass wir über Kompression und die dabei anfallende Wärme sprechen, oder?
Wir brauchen ,wie du ja selbst Picea ganz richtig zitierst, keine kryokühlung um H2 als Gas zu speichern.
Ich bin mir ziemlich sicher dass die Speicheranlage nicht aus lose zusammen geknibbelten Stahlzylinderflasche besteht. Also keine ortsbewegliche Speicher, sondern ortsfeste, fest verbundene Multiple-Element Gas Container. Da wird Licht der einzelnen Container gezählt sondern die Prüfung bezieht sich auf die gesamte Anlage.
In dem nichtgewerblichen Bereich bin ich jetzt nicht so firm, aber unser Anlage in der wird jährlich geprüft.
würde mich aber überraschen, wenn in einem Land in dem Schornsteinfeger Gas-abgaskamine kehren wollen, die Regelungen für ortsfeste Wasserstoff Lagerung in Wohngebieten laxer wären als für Industrie Anlagen 😂
wie dem auch sei, in DE darf sich jeder selbst tödlich umbringen wenn er andere nicht dabei schädigt und darf sich auch dem Kampf der Behörden stellen um doch Anlage DIY zu errichten.
Meine verbleibende Lebenszeit ist mir für solche hoffnungslose Unterfangen einfach zu schade. (Und ich möchte auch keinen näheren Nachbar haben der so etwas DIY in größeren Maßstab ausprobiert.)
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Der TÜV besteht übrigens darauf sich jedes Jahr die wasserstoffspeicher intensiv anzuschauen.
Bei Gasflaschen an sich liegt die Prüffrist laut dieser Quelle bei 10 Jahren (siehe Unterpunkt 4.1). Es mag aber sein, dass das nur für frei herumstehende Gasflaschen im Labor gilt und komplette Speichersysteme im Gegensatz andere Prüfzyklen haben.
Laut Aussage von hps beträgt die Prüffrist bei stationärem Betrieb 15 Jahre. Die Diffusion ist ebenfalls kein Thema, gelagert wird bei max. 300bar.
@alexx zum J-T-Effect: dir ist aber schon klar dass wir über Kompression und die dabei anfallende Wärme sprechen, oder?
Das war jetzt eine interessante Anregung, mal ein wenig in der wissenschaftlichen Literatur zu blättern. Ich habe ein Paper von einer griechischen Uni gefunden:
Hydrogen storage and compression
Auf Seite 6 unten, insbesondere Figure 1.5, gibt es interessante Information. Zitat:
"Generally, the compressed gas has to be cooled down after each stage to make
compression less adiabatic and more isothermal. Thus, hydrogen typically is
compressed in several stages."
In Figure 1.5 ist die Kurve eingetragen, die man mit mehrstufiger Verdichtung schafft. Das ist schon deutlich günstiger als der adiabatische Fall. In Quelle [22], aus der die Abbildung entnommen wurde, steht, dass man zur Verdichtung auf 200 bar mit einem mehrstufigen Kompressor ungefähr 7,2% des Brennwertes des verdichteten Wasserstoffs benötigt. Ist also nicht so dramatisch viel.
Wenn man den Wasserstoff dann im Winter dekomprimiert, um ihn anschließend zu verstromen, müsste man sich eigentlich den negativen Joule-Thomson-Koeffizienten zu Nutze machen können: Wenn man Wasserstoff an einer Düsenöffnung frei expandiert, wird er warm (im Gegensatz zu den meisten anderen Gasen). Das sollte nutzbare Abwärme zum Heizen liefern.