Knallgas zum Heizen mit Solarstrom herstellen

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@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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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.

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@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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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):

https://www.linde-gas.de/shop/de/de-ig/gase-kaufen/schneid-und-schwei%C3%9Fgase/wasserstoffe/wasserstoff-30-b%C3%BCndel-wasserstoff-30-buendel

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.

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Richtig gute Silvesterkanonen: https://youtu.be/Y0LKve4k0fc

Die gehn zwar nicht mit Knallgas sondern Acetylen/O2, aber der Science Guy hat auch mal ausführlich mit Elektrolyse experimentiert.

Gruß!

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@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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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.

Hihi, wie nett :slight_smile:

Stichwort Thermodynamik: Hausaufgabe an Dich: Recherchiere mal, was man unter dem Joule-Thomson-Effekt versteht, und welche Besonderheit der Wasserstoff dabei hat.

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@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.)

{green}:fighting:

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Laut Aussage von hps beträgt die Prüffrist bei stationärem Betrieb 15 Jahre. Die Diffusion ist ebenfalls kein Thema, gelagert wird bei max. 300bar.

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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.

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Huch, das würde mein physikalisches Verständnis dieser Vorgänge ziemlich auf den Kopf stellen... ?

Die Kompression eines Stoffes führt doch auf molekularer Ebene immer zu einer Umwandlung von kinetischer zu potentieller Energie. Der Stoff / die Gasmoleküle verlieren dabei an "Bewegungsfreiheit", und müssen deshalb Wärme abgeben. Im umgekehrten Fall, also bei der Expansion nehmen sie Wärme auf, was zu einer Abkühlung führt. (Gut zu sehen z.B. an schnell geleerten Gasflaschen, die setzen außen gerne mal Eis an.)

Kühlschrank, Wärmepumpen, Klimaanlagen, auch Raketenantriebe machen sich diesen Effekt in der einen oder anderen Richtung zu Nutze.

Wenn beim Wasserstoff diese Energiebilanz anders, bzw. deutlich positiv wäre, dann wäre eine solche Erkenntnis sicherlich einen Nobelpreis wert.

Ein Gas ist ein Gas, H2, N2, O2,... wieso meinst du, dass Wasserstoff nicht den physikalischen Gesetzen unterliegt?

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@alexx ich halte Speicherung von komprimiertem H2 zu aufwendig um zu teuer um sich in kleinem Maßstab zu etablieren.

vor Jahren hab ich mal an der Waseda University ein Gespräch mit einem Doktoranden der an irgendeinem Intitut in Tokyo an Katalysatoren zur H2 Reformierung zu NH3 und zurück geforscht hat. Ziel sollte es sein eine Mini Anlage zur Synthese von Ammoniak sein für Märkte in denen großformatige Haber-Bosch Anlagen nicht finanzierbar sind und mit Wind- oder Solarstrom
Soweit ich mich noch erinnern kann hatten sie wohl einen laborreaktor am laufen der schon mit einer kleinen Menge Katalysator
Am laufen gehalten werden konnte ohne dass ein messbarer Verschleiß der Kat aufgetreten ist.

Ich den dass das Verfahren sicher auch zur Speicherung von H2 in Form von Ammoniak taugen würde. Aus Ammoniak wieder H zu machen ist banal einfach.

Hab mich damals aber nicht so wirklich für das Projekt interessiert. War halt nur ein smalltalk mit viel Bier und Yakitory in einem Isakaya wo alle schon ziemlich angestochen waren. ?

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@alexx
Also jeder soll tun wozu er Spaß hat und Freude empfindet.
Die Rechnung mit 3500kWh Heizenergiebedarf für ein EFH mit 500kWH PV + 3000kWh H2 = 10 bis 12 kWp PV im Sommer kann ich nicht nachvollziehen.
10 bis 12 kWp sind 30 bis 35 Module also rund 80m² ideale Dachfläche nach Süden. Damit hat das EFH dann ca. 150m² GRUNDFLÄCHE (Bungalow mit Flachdach dann so 100m²). Eine 'normale' Hütte kommt dann so auf 200m² Wohnfläche. Dafür sind mir 3,5MWh Heizenergie in DE sehr wenig ich gehe da eher von mindestens 7MWh aus.
Mit 15MWh ist man schon unter Durchschnitt. Wenn jetzt die 3,5MWh als Elektro für eine HP gemeint sind dann passt der COP im Winter nicht. Bei aktuell zwischen -2 und 7°C Temperatur sind 2 schon ein sehr guter Wert.

Fazit, aus meiner Sicht ist der Bedarf an Heizenergie zu niedrig angesetzt.
Der Punkt wo ich komplett aussteige ist die Umwandlung von H2 in E-Energie...

Ein Benzingenerator hat garantiert nicht mehr als 30% Wirkungsgrad im Motor und die Verluste im Generator kommen noch dazu.
Also für 3MWh E-Energie werden mindestens 10MWh H2 benötigt. Auch wenn die Abwärme direkt zur Heizung genutzt werden soll wird es nicht wesentlich weniger.
Im Haus wo der mit H2 betriebene Benzingenerator im Wohnzimmer tuckert lebt bestimmt niemand lange.
A) bekommt der Wasserdampf der Bausubstanz nicht gut
B) Entsteht bei der Verbrennung auch viel 'gesundes' NOx
C) der Geräuschpegel wird spannend

Nix für ungut, machen wenn Spaß dabei ist.
Ich bin sicher es wird ökonomisch und physikalisch nicht funktionieren, leider.
Ein DIY Eisspeicher hat da wohl eher Aussicht auf Erfolg (meine subjektive Meinung).

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Da hast du sicher recht, physikalisch bist du damit auch nicht ganz raus... aber lass uns doch unseren Spaß!

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? ?

Na klar immer doch, habe ja selbst mal H2O gespalten ?

Der Pessimist ist der Optimist mit Erfahrung ?

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Den Nobelpreis hätten die Herren Joule und Thomson für ihre Entdeckung bestimmt verdient gehabt, sie konnten ihn anno 1852 aber leider nicht bekommen, weil es den erst seit dem Jahr 1900 gibt. Im Jahre 1852 lebte Alfred Nobel, der Stifter des Nobelpreises, nämlich noch.

Bezüglich des Joule-Thomson-Effekts gibt es einen schönen Wikipedia-Artikel. Wasserstoff, Helium und Neon "tanzen" mit ihrem negativen Joule-Thomson-Koeffizienten aus der Reihe.

https://de.wikipedia.org/wiki/Joule-Thomson-Effekt

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Interessant! War mit tatsächlich neu, dass bei diesen drei Gasen die Inversionstemperatur so niedrig ist, und sich dadurch ein anderes Verhalten einstellt... ?

Den Herren Joule und Thomson war das damals vielleicht auch noch nicht bekannt.

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Meine graue Gasflasche war im Prinzip leer, d.h. drucklos.

H2 habe ich mit einer Vakuumpumpe aus der Flasche abgesaugt und den Ausgang dieser Pumpe, die sogar bis 5 bar Überdruck am Ausgang erzeugt, mit der Gasflasche verbunden. Das zusätzliche Manometer, dass leider nur bis 2 Bbar ging, hat mir den entstehenden Druck angezeigt.
Ich habe bewusst bei 2 Bar aufgehört.

Dann hatte ich ca. 25l Propan in der Flasche und 50l Wassetstoff und davon habe ich dann 50l mix entnommen.

Das Experiment habe ich noch einmal wiederholt, dann war der Wasserstoffanteil natürlich höher.

Der Aufwand war einfach zu groß - innerhalb einer Stunde war dann alles wieder abgebaut.

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https://youtu.be/2OLMs3cwNbY

Hab ich gerade geschaut zum Thema Elektrolyse, fand ich ganz interessant.

Frustriertes Wasser.... ?

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Also Knallgas zu erzeugen ist einfach. Mit Baumarktartikeln kann sich jeder einen HHO Generator selbst basteln und damit auch erhebliche Mengen des Gases produzieren. Batteriesäure und was man hier so ließt braucht man nicht. Die Aufbauten sind viel simpler. Einmal bei Youtube HHO Generator eingeben und ihr werdet die nächsten Wochen erschlagen mit Projekten.

Allerdings sind sie alle herzlich sinnlos, denn niemand hat eine sinnvolle Anwendung dafür. Was schon erstaunlich ist, denn wenn man so einige Webseiten sich anschaut , dann haben einige doch erhebliche Zeit in diese Technologie versenkt ( Onlineshops , Seminare, Fan-Treffen etcetc). Aber tatsächlich finde ich nix und niemand der das außerhalb vom Experimentierstatus einsetzt.

Für uns relevant ist doch aber am Ende: Kann ich es speichern oder nicht. Denn über unsere Akkus haben wir eine sehr effiziente und harmlose und relative einfach Möglichkeit unsere Energie über Tage zu speichern. Aber eine Saisonelle Speicherung haben wir alle nicht. DAS ist also das große Problem.

Mit einer Wet-Cell wie auch hier schon beschrieben kann man den HHO Generator zu einem Wasserstoff-Generator ausbauen. Das mag mit etwas mehr Aufwand noch funktionieren. H zu speichern ist möglich aber eben auch nur richtig gut mit hohem Druck , was wieder aufwendige Komressortechnik nötig macht - eher nix für die DIY Garage...

Jetzt produzieren einige Biogas mit Küchenabfällen und nutzen das zum kochen. Wurde hier auch schon erwähnt. Nice, aber löst nicht unser Saisonproblem. Aber eines geht mit Biogas ganz gut: Man kann es mit einem einfachen Kompressor aus dem zb Kühlschrank komprimieren. Ich habe ein Video, da hat jemand eine Schaltung gebaut: Wenn genug Biogasdruck auf der Tonne , dann schalte den Kompressor ein, der komprimiert direkt in die 11KG Propangasflasche bis der Druck in der Tonne wieder bei normal ist (oder so) . Wenn die Pulle bei max Druck angekommen ist , kann sie genutzt werden. Das kann man weiterspinnen und entsprechend aus der Flasche automatisch wieder entnehmen, um zb damit einen Generator ( Motor - vom Chinamann ab 200€ mit 3 KW erhältlich) anzutreiben. Nice, aber was hat das mit dem Thema hier zu tun?

Wenn wir also mit einer Baumarkt-Zelle H produzieren können, den aber nicht gespeichert kriegen, warum machen wir dann nicht CH4 , also Methan draus? Klar der Wirkungsgrad sinkt weiter - aber ist das wichtig, wenn man davon ausgeht, dass man im Sommer soviel Energie hat, dass man sie einspeisen muss und im Winter so wenig hat , dass man dazu kaufen muss?

Mit dem der Sabatier-Reaktion kann ich aus H und CO2 und Zuführung von etwas Start-Energie Methan erzeugen - was ich dann natürlich relativ leicht in eine Pulle pressen kann... Leider finde ich zum Thema Sabatier wenig bis nix. Es gibt ein paar Hochschulen die daran basteln mit Reagenzgläschen und ein bisschen Nickel als Katalysator und einem Heizdraht geht das. Der Aufbau sieht nicht allzu kompliziert aus, aber ohne Erfahrungswerte kann man sich daran schon totbasteln glaub ich , soviel Zeit hab ich nicht;)

Gibt's hier jemand der dazu was weiß??.