Diskussion:Ammoniak-Brennstoffzelle

Folgende Behauptung sollte geprüft werden:

"Sie ist außerdem höher als die von Wasserstoff in Drucktanks,[3]"

Der Energieinhalt von H2 ist 33,33 kWh/kg und damit deutlich höher als der von Ammoniak, Diesel und Benzin.

Es ging in der Darstellung um den Energieinhalt. Die "Balance of Plant" vom Energiespeicher spielt hier keine Rolle. Genaugenommen müsste ein Ammoniakspeicher auch ein Druckspeicher ggf. mit Isolation sein. Dieses Thema sollte auf einer anderen Seite über Treibstoffspeicher behandelt werden. Die gravimetrische Energiedichte von H2 ist sehr hoch! (nicht signierter Beitrag von 78.42.148.160 (Diskussion) 17:45, 13. Jun. 2020 (CEST))

Wirkungsgrad und Temperatur?

Welchen Wirkungsgrad haben denn Ammoniak-Brennstoffzellen und bei welchen Temperaturen müssen sie betrieben werden? Dazu findet man im Artikel leider keine Angaben. --84.158.117.36 06:37, 8. Jul. 2021 (CEST)

Die Fragen sind sehr berechtigt. Temperaturbereiche habe ich inzwischen in den Artikel eingefügt. Zum Wirkungsgrad habe ich bei einer kurzen Suche bisher noch keine guten Daten gefunden. Da sowohl Polymermembranen als auch Festelektrolyte relativ teuer sind, wurde bei der bisherigen Optimierung auch versucht, die Leistungsdichten zu maximieren. In einer Arbeit (Zhang et al. 2021, DOI: 10.1039/d1ee02158c) wurden beispielsweise 1,6 W cm⁻² erreicht (bei rund 3 A cm⁻² und 700 °C). Die Zellspannung lag dann bei etwa 0,53 V. Wenn aller Ammoniak umgesetzt worden wäre, wäre dann in diesem Fall der Wirkungsgrad bei 0,53 V / 1,17 V = 45 % gelegen. Typischerweise werden aber maximal 80 bis 90 % des Ammoniaks umgesetzt. Man könnte die nicht umgesetzten 10 bis 20 % des Brennstoffes aus dem Abgas der Zelle (besteht auf der Anodenseite vor allem aus Stickstoff N₂) mit einer Absorberanlage wieder zurückgewinnen. Wenn wir mal annehmen, dass insgesamt 90 % Umsatz erfolgt, erhalten wir einen Wirkungsgrad von rund 0,45 * 0,9 = 40 % bei der Optimierung auf maximale Leistungsdichte, d.h. kleinstmögliche Zellen. Man kann den Wirkungsgrad näher an 100 % bringen, indem man bei gleichbleibenden Ammoniakmengen die Zelle größer macht und so die Leistungsdichte herabsetzt. Beispielsweise wurden in der genannten Arbeit bei der halben Leistung von 0,8 W cm⁻² immerhin 0,82 V erreicht (bei ca. 0,98 A cm⁻² und 700°C). Da lag der maximale Wirkungsgrad bei 0,82/1,17 = 70 % (bei theoretischem Vollumsatz) und der Wirkungsgrad bei 90-%-Umsatz bei 63 %. Je größer die Zelle, desto teurer ist sie, und desto höher ist der Wirkungsgrad. Die Optimierung im Hinblick auf die Gesamtkosten ist bei Forschungszellen nicht sinnvoll und wurde mangels seriennaher Geräte vermutlich noch nicht gemacht. --Nick B. (Diskussion) 11:08, 12. Dez. 2021 (CET)

Energiedichte von Ammoniak im Vergleich

Bei der Energiedichte widerspricht der Artikel sich selbst. Da heißt es einerseits "Die Energiedichte von Ammoniak beträgt 5,4 kWh/kg (19,4 MJ/kg, hier und im Folgenden ist – wie üblich – der zur Verbrennung benötigte Sauerstoff nicht mit eingerechnet).[2] Das ist zwar nur etwa halb so groß wie die von Benzin (12,1 kWh/kg)". Zwei Sätze später steht dann da: "Verflüssigter Ammoniak hat eine dem Benzin vergleichbare Energiedichte". Also was jetzt? Der Energiegehalt von einem Kilogramm Ammoniak bleibt gleich, egal ob dieses Kilogramm gasförmig oder flüssig ist. Der Unterschied liegt im Volumen. Es ist aber nicht vom Volumen im Artikel die Rede. --80.146.245.99 16:31, 24. Aug. 2022 (CEST)