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Dies kann Flüge klimafreundlich machen!
Sagt die norwegische Universität für Wissenschaft und Technologie (NTNU)
Auszug
Wir sind daher ohne Zweifel der Meinung, dass wir uns für vollelektrische Wasserstoffflugzeuge entscheiden sollten!
*****
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Sollten wir die Batterien aufgeben und die Flugzeuge lieber den leichtesten Treibstoff der Welt verbrauchen lassen?
Ja, wir meinen, und wir werden jetzt erklären, warum die emissionsfreien Flugzeuge der Zukunft vollelektrisch sind und mit Wasserstoff aufgeladen werden sollten.
Die Bestellung ist fertig: Emissionen aus dem Flugverkehr müssen reduziert werden. Vor kurzem hat die EU das Ziel festgelegt, bis 2050 mindestens 90 Prozent der Emissionen im Verkehrssektor zu senken.
Ziel ist es, bis 2035 das erste kommerzielle Passagierflugzeug ohne Emissionen auf Wasserstoffbasis zu schaffen . Die Zertifizierung eines neuen Flugzeugs dauert in der Regel rund zehn Jahre. Dann haben wir nur noch fünf Jahre Zeit, um die besten Lösungen für Emissionsminderungen zu finden.
Als einziger Akteur in der nordischen Region erforscht die norwegische Universität für Wissenschaft und Technologie (NTNU) Elektroflugzeuge im Rahmen des Projekts «Electric Aviation». Das Projekt wächst und drei Doktoranden wurden eingestellt. Unsere Gruppe hat kürzlich internationale Arbeiten veröffentlicht, die die Richtung für weitere Forschung aufzeigen.
Hier heben wir Wasserstoff als potenziellen klimaneutralen Kraftstoff hervor. Es wird von zentraler Bedeutung für die weitere Arbeit sein.
Schwerelos und leicht zugänglich
Wasserstoff wiegt wenig und es gibt viel davon. Wasserstoff ist mit Ausnahme der Kernenergie der leichteste Energieträger, den wir kennen. Ein voller Tank mit Düsentreibstoff ist dreimal so schwer wie ein Wasserstofftank, und die heutigen Batterien wiegen bis zu 200 Mal mehr als Wasserstoff.
Wir können Wasserstoff in Flugzeugen auf zwei verschiedene Arten verwenden. Eine Möglichkeit besteht darin, den Wasserstoff auf ähnliche Weise zu verbrennen, wie wir Düsentreibstoff verbrennen. Dann sind nur geringfügige Änderungen am Flugzeugtriebwerk ausreichend.
Der andere Weg besteht darin, aus dem Wasserstoff Strom zu gewinnen. Dies erfordert größere Anpassungen am Flugzeug.
Vermeiden Sie schlechte Zwischenlösungen
Ein kleiner Umbau des Triebwerks verführt die Fluggesellschaften wahrscheinlich weit mehr als ein völlig neues Antriebssystem. Das Klima verliert an Boden.
Durch die Verbrennung von Wasserstoff in heutigen Flugzeugtriebwerken erhalten wir Stickoxid- und Wasserdampfemissionen. Dies sind zwei Treibhausgase, die schlimmer sind als zunächst angenommen und die empfindlichsten Bereiche der Atmosphäre verschmutzen. Der Wasserdampf, die Kondensationsstreifen, die wir hinter dem Flugzeug sehen können, können den Planeten tatsächlich mehr erwärmen als CO₂ allein.
Ein weiteres Problem ist der geringe Wirkungsgrad, den wir durch Verbrennen des Wasserstoffgases erzielen. Es ist einfach unnötige Kraftstoffverschwendung.
Die zukunftsweisendste Option besteht darin, den Benzinmotor durch einen Elektromotor zu ersetzen.
In diesem Szenario wird der Wasserstoff verwendet, um Strom durch sogenannte Brennstoffzellen zu erzeugen, und der Strom wird dem Elektromotor zugeführt. Dies erfordert daher den Wiederaufbau des Flugzeugs.
Wie wird Wasserstoff zu Elektrizität?
Das Wasserstoffatom ist ein Energiespeicher mit elektrischen Ladungen und das einfachste Element, das wir haben. Es besteht aus einem positiv geladenen Proton und einem negativ geladenen Elektron.
In den Brennstoffzellen werden die Elektronen getrennt und erzeugen elektrischen Strom. Nur durch die Zufuhr von Sauerstoff zum Wasserstoff in den Brennstoffzellen wird Elektrizität erzeugt. Der Abfall ist klimaneutrales Wasser.
Diese Zellen fungieren im Prinzip als Riesenbatterien. Sie gehen nie aus, solange wir Wasserstoff und Luft liefern.
Dabei entsteht auch etwas Wärme, mit der wir das Flugzeug erwärmen können.
Kraftstoffsparende Elektromotoren
Wasserstoff benötigt bekanntermaßen viel Platz, auch wenn er wenig wiegt. Deshalb verwenden wir flüssigen Wasserstoff anstelle von Wasserstoffgas.
So reduzieren wir den Wasserstofftank auf ein Drittel. Dieser Tank ist immer noch viermal größer als ein normaler schwimmender Tank. Dies kann jedoch gelöst werden, wenn wir den Kraftstoff effizienter nutzen.
Elektromotoren sind fast hundertprozentig effizient und daher sehr sparsam im Umgang mit Wasserstoff. Daher kann die Größe des Wasserstofftanks um ein halbes bis ein Drittel kleiner sein.
Dann nähern wir uns der Größe eines normalen Jet-Treibstofftanks, ohne die Reichweite des Flugzeugs zu verringern.
Blitzschnelle Wasserstoffladung
Wenn das Ziel Elektromotoren in Flugzeugen sind, stellt sich häufig die Frage, wie diese Motoren betrieben werden sollen. Warum ist es besser, sie mit Brennstoffzellen als mit Batterien zu betreiben?
Normale Batterien sind schwer und benötigen eine lange Ladezeit. Dies bedeutet, dass die Flugzeuge während des Ladevorgangs lange am Boden bleiben. Wenn wir flüssigen Wasserstoff verwenden, können wir wie Düsentreibstoff schnell und einfach nachfüllen.
Außerdem ist die Verfügbarkeit von Wasserstoff im Gegensatz zu Lithium und anderen Seltenerdmetallen, die in heutigen Batterien verwendet werden, viel größer .
Wasserstoff kann sowohl aus Süßwasser als auch aus Salzwasser gewonnen werden. Somit muss es nicht aus kostbarem Trinkwasser entnommen werden.
Dafür brauchen wir jedoch Strom. Die Energie dafür können wir aus erneuerbaren Quellen wie Wasser, Wind und Sonne beziehen. Alternativ kann Wasserstoff aus Erdgas mit Kohlenstoffspeicherung hergestellt werden.
Die Luftfahrt blutet aufgrund einer anhaltenden Koronakrise und Klimakrise. Es sollte sowohl Forscher als auch die Geschäftswelt dazu zwingen, nach völlig neuen Lösungen zu suchen.
Wir sind daher ohne Zweifel der Meinung, dass wir uns für vollelektrische Wasserstoffflugzeuge entscheiden sollten.
www.aftenposten.no/viten/i/rg27rK/...e-flyreiser-klimavennlig
Sagt die norwegische Universität für Wissenschaft und Technologie (NTNU)
Auszug
Wir sind daher ohne Zweifel der Meinung, dass wir uns für vollelektrische Wasserstoffflugzeuge entscheiden sollten!
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Sollten wir die Batterien aufgeben und die Flugzeuge lieber den leichtesten Treibstoff der Welt verbrauchen lassen?
Ja, wir meinen, und wir werden jetzt erklären, warum die emissionsfreien Flugzeuge der Zukunft vollelektrisch sind und mit Wasserstoff aufgeladen werden sollten.
Die Bestellung ist fertig: Emissionen aus dem Flugverkehr müssen reduziert werden. Vor kurzem hat die EU das Ziel festgelegt, bis 2050 mindestens 90 Prozent der Emissionen im Verkehrssektor zu senken.
Ziel ist es, bis 2035 das erste kommerzielle Passagierflugzeug ohne Emissionen auf Wasserstoffbasis zu schaffen . Die Zertifizierung eines neuen Flugzeugs dauert in der Regel rund zehn Jahre. Dann haben wir nur noch fünf Jahre Zeit, um die besten Lösungen für Emissionsminderungen zu finden.
Als einziger Akteur in der nordischen Region erforscht die norwegische Universität für Wissenschaft und Technologie (NTNU) Elektroflugzeuge im Rahmen des Projekts «Electric Aviation». Das Projekt wächst und drei Doktoranden wurden eingestellt. Unsere Gruppe hat kürzlich internationale Arbeiten veröffentlicht, die die Richtung für weitere Forschung aufzeigen.
Hier heben wir Wasserstoff als potenziellen klimaneutralen Kraftstoff hervor. Es wird von zentraler Bedeutung für die weitere Arbeit sein.
Schwerelos und leicht zugänglich
Wasserstoff wiegt wenig und es gibt viel davon. Wasserstoff ist mit Ausnahme der Kernenergie der leichteste Energieträger, den wir kennen. Ein voller Tank mit Düsentreibstoff ist dreimal so schwer wie ein Wasserstofftank, und die heutigen Batterien wiegen bis zu 200 Mal mehr als Wasserstoff.
Wir können Wasserstoff in Flugzeugen auf zwei verschiedene Arten verwenden. Eine Möglichkeit besteht darin, den Wasserstoff auf ähnliche Weise zu verbrennen, wie wir Düsentreibstoff verbrennen. Dann sind nur geringfügige Änderungen am Flugzeugtriebwerk ausreichend.
Der andere Weg besteht darin, aus dem Wasserstoff Strom zu gewinnen. Dies erfordert größere Anpassungen am Flugzeug.
Vermeiden Sie schlechte Zwischenlösungen
Ein kleiner Umbau des Triebwerks verführt die Fluggesellschaften wahrscheinlich weit mehr als ein völlig neues Antriebssystem. Das Klima verliert an Boden.
Durch die Verbrennung von Wasserstoff in heutigen Flugzeugtriebwerken erhalten wir Stickoxid- und Wasserdampfemissionen. Dies sind zwei Treibhausgase, die schlimmer sind als zunächst angenommen und die empfindlichsten Bereiche der Atmosphäre verschmutzen. Der Wasserdampf, die Kondensationsstreifen, die wir hinter dem Flugzeug sehen können, können den Planeten tatsächlich mehr erwärmen als CO₂ allein.
Ein weiteres Problem ist der geringe Wirkungsgrad, den wir durch Verbrennen des Wasserstoffgases erzielen. Es ist einfach unnötige Kraftstoffverschwendung.
Die zukunftsweisendste Option besteht darin, den Benzinmotor durch einen Elektromotor zu ersetzen.
In diesem Szenario wird der Wasserstoff verwendet, um Strom durch sogenannte Brennstoffzellen zu erzeugen, und der Strom wird dem Elektromotor zugeführt. Dies erfordert daher den Wiederaufbau des Flugzeugs.
Wie wird Wasserstoff zu Elektrizität?
Das Wasserstoffatom ist ein Energiespeicher mit elektrischen Ladungen und das einfachste Element, das wir haben. Es besteht aus einem positiv geladenen Proton und einem negativ geladenen Elektron.
In den Brennstoffzellen werden die Elektronen getrennt und erzeugen elektrischen Strom. Nur durch die Zufuhr von Sauerstoff zum Wasserstoff in den Brennstoffzellen wird Elektrizität erzeugt. Der Abfall ist klimaneutrales Wasser.
Diese Zellen fungieren im Prinzip als Riesenbatterien. Sie gehen nie aus, solange wir Wasserstoff und Luft liefern.
Dabei entsteht auch etwas Wärme, mit der wir das Flugzeug erwärmen können.
Kraftstoffsparende Elektromotoren
Wasserstoff benötigt bekanntermaßen viel Platz, auch wenn er wenig wiegt. Deshalb verwenden wir flüssigen Wasserstoff anstelle von Wasserstoffgas.
So reduzieren wir den Wasserstofftank auf ein Drittel. Dieser Tank ist immer noch viermal größer als ein normaler schwimmender Tank. Dies kann jedoch gelöst werden, wenn wir den Kraftstoff effizienter nutzen.
Elektromotoren sind fast hundertprozentig effizient und daher sehr sparsam im Umgang mit Wasserstoff. Daher kann die Größe des Wasserstofftanks um ein halbes bis ein Drittel kleiner sein.
Dann nähern wir uns der Größe eines normalen Jet-Treibstofftanks, ohne die Reichweite des Flugzeugs zu verringern.
Blitzschnelle Wasserstoffladung
Wenn das Ziel Elektromotoren in Flugzeugen sind, stellt sich häufig die Frage, wie diese Motoren betrieben werden sollen. Warum ist es besser, sie mit Brennstoffzellen als mit Batterien zu betreiben?
Normale Batterien sind schwer und benötigen eine lange Ladezeit. Dies bedeutet, dass die Flugzeuge während des Ladevorgangs lange am Boden bleiben. Wenn wir flüssigen Wasserstoff verwenden, können wir wie Düsentreibstoff schnell und einfach nachfüllen.
Außerdem ist die Verfügbarkeit von Wasserstoff im Gegensatz zu Lithium und anderen Seltenerdmetallen, die in heutigen Batterien verwendet werden, viel größer .
Wasserstoff kann sowohl aus Süßwasser als auch aus Salzwasser gewonnen werden. Somit muss es nicht aus kostbarem Trinkwasser entnommen werden.
Dafür brauchen wir jedoch Strom. Die Energie dafür können wir aus erneuerbaren Quellen wie Wasser, Wind und Sonne beziehen. Alternativ kann Wasserstoff aus Erdgas mit Kohlenstoffspeicherung hergestellt werden.
Die Luftfahrt blutet aufgrund einer anhaltenden Koronakrise und Klimakrise. Es sollte sowohl Forscher als auch die Geschäftswelt dazu zwingen, nach völlig neuen Lösungen zu suchen.
Wir sind daher ohne Zweifel der Meinung, dass wir uns für vollelektrische Wasserstoffflugzeuge entscheiden sollten.
www.aftenposten.no/viten/i/rg27rK/...e-flyreiser-klimavennlig
