Was ist eine Brennstoffzelle?

Question

Was ist eine Brennstoffzelle?

Antwort

Verwandte Fragen

Wie nachhaltig sind Laufwasserkraftwerke?

Was bedeutet 400 TWh?

Wie hoch ist der Brennwert von 1 kg Propan?

Wie wirtschaftlich sind erneuerbare Energien?

Lohnt sich Photovoltaik?

Wie nachhaltig ist Kohle?

Wie rechnet man Holz-Raummeter oder m3 in Energie (kWh) um?

Was sind erneuerbare Energien?

Welche physikalische Größe misst die Einheit kWh?

Gibt es bereits Möglichkeiten, die Energie von Blitzen sinnvoll zu nutzen?

Accepted Answer

Eine Brennstoffzelle ist ein elektrochemisches Gerät, das chemische Energie direkt in elektrische Energie umwandelt. Sie funktioniert ähnlich wie eine Batterie, benötigt jedoch eine kontinuierliche Zufuhr von Brennstoff (häufig Wasserstoff) und eines Oxidationsmittels (in der Regel Sauerstoff aus der Luft). In der Brennstoffzelle reagieren Wasserstoff und Sauerstoff, wobei Wasser und elektrische Energie entstehen. Diese Technologie wird häufig in der Energieerzeugung, in Fahrzeugen (wie Wasserstoffautos) und in stationären Anwendungen eingesetzt. Brennstoffzellen sind umweltfreundlich, da sie bei der Stromerzeugung nur Wasser als Abfallprodukt produzieren, vorausgesetzt, der Wasserstoff wird aus erneuerbaren Quellen gewonnen.

Accepted Answer

Laufwasserkraftwerke gelten grundsätzlich als eine vergleichsweise nachhaltige Form der Energieerzeugung, insbesondere im Vergleich zu fossilen Energieträgern. Hier einige Aspekte zur Nachha... [mehr]

Accepted Answer

Laufwasserkraftwerke gelten grundsätzlich als eine vergleichsweise nachhaltige Form der Energieerzeugung, insbesondere im Vergleich zu fossilen Energieträgern. Hier einige Aspekte zur Nachhaltigkeit: **Vorteile:** - **Erneuerbare Energie:** Sie nutzen die natürliche Strömung von Flüssen und produzieren kontinuierlich Strom, ohne fossile Brennstoffe zu verbrennen. - **Geringe CO₂-Emissionen:** Während des Betriebs entstehen kaum Treibhausgase. - **Lange Lebensdauer:** Laufwasserkraftwerke können über viele Jahrzehnte betrieben werden. - **Regionale Energieversorgung:** Sie ermöglichen eine dezentrale und lokale Stromerzeugung. **Herausforderungen:** - **Ökologische Auswirkungen:** Sie können die Flussökologie beeinträchtigen, z.B. durch Veränderungen im Wasserhaushalt, Wanderhindernisse für Fische und Beeinträchtigung von Lebensräumen. - **Bau und Eingriffe:** Der Bau kann zu erheblichen Eingriffen in die Natur führen, etwa durch Staumauern oder Umleitungen. - **Abhängigkeit von Wasserführung:** In Trockenzeiten kann die Stromproduktion sinken. **Fazit:** Laufwasserkraftwerke sind im Betrieb sehr nachhaltig, da sie erneuerbare Energie liefern und wenig Emissionen verursachen. Ihre ökologische Nachhaltigkeit hängt jedoch stark von der Standortwahl, der Bauweise und den getroffenen Umweltschutzmaßnahmen ab. Moderne Anlagen versuchen, negative Auswirkungen durch Fischaufstiegsanlagen und ökologische Durchgängigkeit zu minimieren.

Accepted Answer

400 TWh steht für 400 Terawattstunden. Das ist eine Maßeinheit für Energie. 1 Terawattstunde (TWh) entspricht 1 Billion Wattstunden (1.000.000.000.000 Wh) oder 1 Milliarde Kilowattstun... [mehr]

Accepted Answer

400 TWh steht für 400 Terawattstunden. Das ist eine Maßeinheit für Energie. 1 Terawattstunde (TWh) entspricht 1 Billion Wattstunden (1.000.000.000.000 Wh) oder 1 Milliarde Kilowattstunden (1.000.000.000 kWh). 400 TWh ist also eine sehr große Energiemenge. Zum Vergleich: Der gesamte Stromverbrauch in Deutschland lag 2023 bei etwa 500 TWh. 400 TWh entspricht also fast dem jährlichen Stromverbrauch eines großen Industrielandes. Wenn du wissen möchtest, wofür diese Zahl steht oder in welchem Zusammenhang sie genannt wird, stelle bitte eine präzisere Frage.

Accepted Answer

Der Brennwert von 1 kg Propan beträgt etwa **13,98 kWh** (Kilowattstunden) oder **50,4 MJ** (Megajoule). Der Brennwert gibt an, wie viel Energie bei der vollständigen Verbrennung einschlie&... [mehr]

Accepted Answer

Der Brennwert von 1 kg Propan beträgt etwa **13,98 kWh** (Kilowattstunden) oder **50,4 MJ** (Megajoule). Der Brennwert gibt an, wie viel Energie bei der vollständigen Verbrennung einschließlich der Kondensation des im Abgas enthaltenen Wasserdampfs freigesetzt wird.

Accepted Answer

Die Wirtschaftlichkeit von erneuerbaren Energien beschreibt, wie kosteneffizient und wettbewerbsfähig Technologien wie Windkraft, Solarenergie, Wasserkraft oder Biomasse im Vergleich zu fossilen... [mehr]

Accepted Answer

Die Wirtschaftlichkeit von erneuerbaren Energien beschreibt, wie kosteneffizient und wettbewerbsfähig Technologien wie Windkraft, Solarenergie, Wasserkraft oder Biomasse im Vergleich zu fossilen Energieträgern (z.B. Kohle, Gas, Öl) sind. In den letzten Jahren haben sich die Kosten für erneuerbare Energien deutlich reduziert. Besonders Photovoltaik (Solarstrom) und Windenergie an Land gehören heute in vielen Regionen der Welt zu den günstigsten Formen der Stromerzeugung. Laut der Internationalen Agentur für Erneuerbare Energien (IRENA) sind die Stromgestehungskosten (LCOE) für neue Solar- und Windkraftwerke oft niedriger als für neue fossile Kraftwerke. Wichtige Faktoren für die Wirtschaftlichkeit: 1. **Investitionskosten**: Die Anfangsinvestitionen für Anlagen sind bei erneuerbaren Energien oft hoch, aber die Betriebskosten sind niedrig, da keine Brennstoffe benötigt werden. 2. **Betriebs- und Wartungskosten**: Diese sind bei Wind- und Solaranlagen vergleichsweise gering. 3. **Lebensdauer**: Moderne Anlagen haben eine Lebensdauer von 20 bis 30 Jahren. 4. **Förderungen und politische Rahmenbedingungen**: Subventionen, Einspeisevergütungen oder CO₂-Preise beeinflussen die Wirtschaftlichkeit stark. 5. **Netzintegration**: Kosten für Speicher oder Netzausbau können die Wirtschaftlichkeit beeinflussen, da erneuerbare Energien wetterabhängig sind. Fazit: Erneuerbare Energien sind heute in vielen Fällen wirtschaftlicher als fossile Energien, insbesondere wenn man externe Kosten wie Umweltschäden und CO₂-Emissionen berücksichtigt. Die Wirtschaftlichkeit verbessert sich weiter durch technologische Fortschritte, Skaleneffekte und politische Unterstützung. Weitere Informationen findest du z.B. bei der [Internationalen Agentur für Erneuerbare Energien (IRENA)](https://www.irena.org/) oder beim [Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz](https://www.bmwk.de/).

Accepted Answer

Ob sich Photovoltaik (PV) lohnt, hängt von mehreren Faktoren ab: 1. **Stromverbrauch**: Je mehr Strom du selbst verbrauchst, desto mehr profitierst du von einer eigenen PV-Anlage, da du weniger... [mehr]

Accepted Answer

Ob sich Photovoltaik (PV) lohnt, hängt von mehreren Faktoren ab: 1. **Stromverbrauch**: Je mehr Strom du selbst verbrauchst, desto mehr profitierst du von einer eigenen PV-Anlage, da du weniger teuren Netzstrom kaufen musst. 2. **Dachausrichtung und -neigung**: Ein nach Süden ausgerichtetes Dach mit wenig Verschattung ist ideal. Auch Ost-West-Ausrichtungen können sinnvoll sein. 3. **Investitionskosten**: Die Preise für PV-Anlagen sind in den letzten Jahren gesunken. Förderungen und günstige Kredite (z.B. von der KfW) können die Investition zusätzlich erleichtern. 4. **Einspeisevergütung**: Für den ins Netz eingespeisten Strom erhältst du eine Vergütung, die allerdings in den letzten Jahren gesunken ist. Der Eigenverbrauch ist meist wirtschaftlicher. 5. **Strompreis-Entwicklung**: Steigende Strompreise machen die Eigenversorgung attraktiver. 6. **Speicherlösung**: Ein Stromspeicher erhöht den Eigenverbrauchsanteil, ist aber mit zusätzlichen Kosten verbunden. **Fazit:** In vielen Fällen lohnt sich Photovoltaik finanziell, besonders wenn du einen hohen Eigenverbrauch hast und die Anlage optimal installiert werden kann. Zusätzlich leistest du einen Beitrag zum Klimaschutz. Eine individuelle Wirtschaftlichkeitsberechnung durch einen Fachbetrieb ist empfehlenswert. Weitere Informationen findest du z.B. bei der [Verbraucherzentrale](https://www.verbraucherzentrale.de/wissen/energie/erneuerbare-energien/photovoltaik-lohnt-sich-das-ueberhaupt-10809) oder beim [Bundesverband Solarwirtschaft](https://www.solarwirtschaft.de/).

Accepted Answer

Kohle gilt als eine der am wenigsten nachhaltigen Energiequellen. Hier sind die wichtigsten Gründe: 1. **Endliche Ressource:** Kohle ist ein fossiler Brennstoff und somit nicht erneuerbar. Die w... [mehr]

Accepted Answer

Kohle gilt als eine der am wenigsten nachhaltigen Energiequellen. Hier sind die wichtigsten Gründe: 1. **Endliche Ressource:** Kohle ist ein fossiler Brennstoff und somit nicht erneuerbar. Die weltweiten Vorräte sind begrenzt und werden durch den Abbau stetig verringert. 2. **Hohe CO₂-Emissionen:** Bei der Verbrennung von Kohle wird besonders viel Kohlendioxid (CO₂) freigesetzt. Das trägt erheblich zum Klimawandel bei. 3. **Weitere Schadstoffe:** Neben CO₂ entstehen auch Schwefeldioxid, Stickoxide, Feinstaub und Quecksilber, die Luft, Wasser und Böden belasten und die Gesundheit gefährden. 4. **Umweltschäden durch Abbau:** Der Kohleabbau (z.B. Tagebau) zerstört Landschaften, Ökosysteme und kann Grundwasser verschmutzen. 5. **Geringe Energieeffizienz:** Im Vergleich zu modernen erneuerbaren Energien ist die Energieausbeute von Kohle gering und mit hohen Verlusten verbunden. Fazit: Kohle ist weder ökologisch noch ökonomisch nachhaltig. Nachhaltige Alternativen sind erneuerbare Energien wie Wind-, Solar- oder Wasserkraft.

Accepted Answer

Um Holz von Raummeter (rm) oder Kubikmeter (m³) in Energie (kWh) umzurechnen, benötigst du folgende Informationen: 1. **Holzart** (z. B. Buche, Fichte, Eiche), da der Energiegehalt variiert... [mehr]

Accepted Answer

Um Holz von Raummeter (rm) oder Kubikmeter (m³) in Energie (kWh) umzurechnen, benötigst du folgende Informationen: 1. **Holzart** (z. B. Buche, Fichte, Eiche), da der Energiegehalt variiert. 2. **Feuchtegehalt** des Holzes (frisch, lufttrocken, ofentrocken). **Beispielrechnung für lufttrockenes Buchenholz:** - **Energiegehalt lufttrockenes Buchenholz:** ca. 4,0 kWh pro kg - **Dichte lufttrockenes Buchenholz:** ca. 700 kg/m³ **Schritt 1: Masse berechnen** - 1 m³ Buchenholz ≈ 700 kg **Schritt 2: Energie berechnen** - 700 kg × 4,0 kWh/kg = 2.800 kWh pro m³ **Raummeter zu Kubikmeter:** - 1 Raummeter (rm) = 1 m³ gestapeltes Holz (inkl. Zwischenräume) - 1 rm entspricht etwa 0,7 m³ reines Holz (ohne Zwischenräume) **Energiegehalt pro Raummeter:** - 0,7 m³ × 2.800 kWh/m³ = 1.960 kWh pro Raummeter **Zusammenfassung (für lufttrockenes Buchenholz):** - **1 m³ Holz ≈ 2.800 kWh** - **1 Raummeter ≈ 1.960 kWh** **Wichtige Hinweise:** - Werte variieren je nach Holzart und Feuchtegehalt. - Für andere Holzarten oder Feuchtegrade gibt es entsprechende Tabellen, z. B. beim [Bundesverband Brennholzhandel und Brennholzproduktion](https://www.brennholz-deutschland.de/energiegehalt-holz.html). **Formel allgemein:** > Energie (kWh) = Volumen (m³) × Dichte (kg/m³) × Heizwert (kWh/kg) **Beispiel für Fichte (lufttrocken):** - Dichte: ca. 450 kg/m³ - Heizwert: ca. 4,4 kWh/kg - Energie: 450 × 4,4 = 1.980 kWh/m³ **Fazit:** Um Holz in kWh umzurechnen, multipliziere das Volumen (m³ oder rm) mit der Dichte und dem Heizwert der jeweiligen Holzart. Tabellen mit typischen Werten findest du z. B. [hier](https://www.brennholz-deutschland.de/energiegehalt-holz.html).

Accepted Answer

Erneuerbare Energien sind Energiequellen, die sich auf natürliche Weise regenerieren und praktisch unerschöpflich sind. Zu den wichtigsten erneuerbaren Energien zählen: - **Solarenergi... [mehr]

Accepted Answer

Erneuerbare Energien sind Energiequellen, die sich auf natürliche Weise regenerieren und praktisch unerschöpflich sind. Zu den wichtigsten erneuerbaren Energien zählen: - **Solarenergie**: Nutzung der Sonnenstrahlung zur Strom- und Wärmeerzeugung. - **Windenergie**: Umwandlung von Windkraft in elektrische Energie durch Windkraftanlagen. - **Wasserkraft**: Gewinnung von Energie aus fließendem oder stehendem Wasser. - **Biomasse**: Energiegewinnung aus organischen Stoffen wie Holz, Pflanzenresten oder Bioabfällen. - **Geothermie**: Nutzung der Erdwärme zur Strom- und Wärmeerzeugung. Erneuerbare Energien sind zentral für den Klimaschutz, da sie im Gegensatz zu fossilen Energieträgern wie Kohle, Öl oder Gas kaum oder keine Treibhausgase ausstoßen. Ihr Ausbau trägt dazu bei, die Abhängigkeit von fossilen Brennstoffen zu verringern und eine nachhaltige Energieversorgung zu sichern.

Accepted Answer

Die Einheit Kilowattstunde (kWh) ist eine Maßeinheit für Energie. Sie gibt an, wie viel Energie verbraucht oder erzeugt wird, wenn eine Leistung von einem Kilowatt (1 kW = 1.000 Watt) ü... [mehr]

Accepted Answer

Die Einheit Kilowattstunde (kWh) ist eine Maßeinheit für Energie. Sie gibt an, wie viel Energie verbraucht oder erzeugt wird, wenn eine Leistung von einem Kilowatt (1 kW = 1.000 Watt) über die Dauer von einer Stunde (1 h = 3.600 Sekunden) umgesetzt wird. Mathematisch entspricht 1 kWh: 1 kWh = 1 kW × 1 h = 1.000 Watt × 3.600 Sekunden = 3.600.000 Wattsekunden = 3,6 Megajoule (MJ) Die Kilowattstunde wird häufig verwendet, um den Energieverbrauch von elektrischen Geräten oder den Stromverbrauch in Haushalten anzugeben.

Accepted Answer

Die Nutzung der Energie von Blitzen ist technisch äußerst schwierig und bisher nicht wirtschaftlich realisiert worden. Blitze enthalten zwar enorme Energiemengen (ein einzelner Blitz kann b... [mehr]

Accepted Answer

Die Nutzung der Energie von Blitzen ist technisch äußerst schwierig und bisher nicht wirtschaftlich realisiert worden. Blitze enthalten zwar enorme Energiemengen (ein einzelner Blitz kann bis zu 1 Milliarde Joule freisetzen), aber es gibt mehrere große Herausforderungen: 1. **Unvorhersehbarkeit:** Blitze treten unregelmäßig und an unterschiedlichen Orten auf, was eine gezielte „Ernte“ erschwert. 2. **Extrem kurze Dauer:** Die Entladung eines Blitzes dauert nur wenige Millisekunden, sodass die Energie extrem schnell und in sehr hoher Leistung freigesetzt wird. 3. **Technische Speicherung:** Es gibt bisher keine praktikablen Technologien, um diese enorme Energiemenge in so kurzer Zeit sicher zu speichern und nutzbar zu machen. 4. **Gefährlichkeit:** Das Einfangen und Umleiten von Blitzen ist mit erheblichen Risiken verbunden. Es gab und gibt immer wieder Forschungsprojekte und Experimente, etwa mit Blitzableitern, die mit großen Kondensatoren verbunden werden, um einen Teil der Energie zu speichern. Diese Versuche zeigen aber, dass der Aufwand und die Kosten in keinem Verhältnis zum möglichen Nutzen stehen. **Fazit:** Aktuell gibt es keine wirtschaftlich sinnvolle oder technisch ausgereifte Möglichkeit, die Energie von Blitzen im großen Stil zu nutzen. Die Forschung beschäftigt sich weiterhin mit dem Thema, aber andere erneuerbare Energiequellen wie Solar- oder Windenergie sind deutlich praktikabler. Weitere Informationen findest du z.B. bei [Spektrum.de](https://www.spektrum.de/frage/kann-man-die-energie-eines-blitzes-nutzen/1163702) oder [Quarks.de](https://www.quarks.de/technik/energie/kann-man-die-energie-von-blitzen-nutzen/).