Energiewende mit Wasserstoff vom Dach

Herr Anselm Dreher und sehr spannende Projekte zur Energiewende mit Wasserstoff am Dach. Wir sind auch durch Zufall drauf gekommen und haben dann das KIT kontaktiert. Wir hatten aber auch vorher schon mit dem KIT gearbeitet; auch Masterstudenten ausgebildet.
Herr Anselm hat uns auch spontan zugesagt; hier nach Neuhausen zu kommen und sein Projekt vorzustellen. Er hat Verfahrenstechnik studiert und forscht zusammen auch mit internationalen Partnern. An diesem Thema war auch vor kurzem in Kanada; wo wir telefoniert hatten und ich denke mal; er ist jetzt auch verantwortlich für die Umsetzung; für die Verfahrenstechnik und produktionstechnisch die Umsetzung.
Ich kann sagen; die Machbarkeit ist bereits ist gegeben und jetzt geht es wirklich darum; flächenmäßig auch kosten preisgünstig eine wirkliche Alternative zu Wasserstoff Erzeugung zu generieren; die heute einfach; ich sag das mal so noch nicht gibt. Dann sind wir ganz gespannt und freuen uns auf Ihren Vortrag; Herr Ja; vielen Dank für die Einleitung und für die Vorstellung. Vielen Dank für die Einladung; hier sein zu dürfen.
Interesse an unserem Forschungsthema freut uns natürlich immer und Interessenten haben wir hier einige. Heute mit dem Titel Energiewende mit Wasserstoff vom Dach möchte ich Ihnen eine Technologie vorstellen; die Foto Katalyse; die vielleicht noch nicht jedem ein Begriff ist; aber zumindest in unseren Augen das Potenzial hat; in Zukunft auf einen interessanten und eleganten Weg Wasserstoff herzustellen. Ja; den Einstieg in das Thema möchte ich wählen mit der Frage; warum solare Energieträger überhaupt nötig sind.
Ganz allgemein gesprochen erstmal die CO2 neutrale Wirtschaft der Zukunft; die wir anstreben; wird auf absehbare Zeit nicht darum herumkommen; chemische Energieträger zu verwenden. Die werden heutzutage aus fossilen Energieträgern hergestellt Erdöl; Erdgas; aber zum Beispiel Flugzeuge werden auf absehbare Zeit nicht mit Batterien fliegen. Wir brauchen die Energieträger als Rohstoff auch in der Chemie für die Kunststoffe Herstellung zum Beispiel oder als saisonaler Energiespeicher; um die Energie vom Sommer in den Winter zu bringen.
Die nationale Wasserstoff Strategie Deutschlands prognostiziert für das Jahr 2030 einen Bedarf von 100 Terawattstunden grünem Wasserstoff. Das sind in etwa 3 Millionen Tonnen. Und wenn man ins Jahr 2050 blickt; wo wir ja CO2 neutral sein wollen; dann kann man je nach Prognose; wenn man Glauben schenken möchte; davon ausgehen; dass der Bedarf sich vervielfachen wird. 405 100 600 Terawattstunden Wasserstoff werden benötigt werden; also eine große; ein großer Markt; eine große Nachfrage; die sich da auftut.
Der Stand der Technik; um diesen grünen Wasserstoff herzustellen. Heute ist die Elektrolyse; die von erneuerbaren Energien angetrieben wird. Das ist bestimmt schon etwas mehr ein Begriff. Das wird ja in den Nachrichten auch diskutiert; dass man die Kapazitäten aufbauen muss. Und so weiter. Die Prozesskette habe ich hier mal schematisch dargestellt als Rohstoff dient Wasser; der etwas aufbereitet werden muss; muss Entsalzung werden.
Umkehr. Osmose ist hier ein verbreiteter Prozess. Die Energie für sowohl die Osmose als auch den Elektrolyse wird bereits bereitgestellt. Aus erneuerbaren Energien. Idealerweise natürlich. Und hier möchte ich mich in diesem Vortrag vor allem an der Photovoltaik orientieren. Der Elektrolyse spaltet dann das Wasser in Sauerstoff und Wasserstoff; gefolgt von einer Gas Aufbereitung. Bei der Elektrolyse muss zum Beispiel der Wasserdampf entfernt werden aus dem Wasserstoff.
Der Wasserstoff wird dann gespeichert und abtransportiert; je nach Größe der Anlage per LKW; per Schiff; per Pipeline. Das ist dann unterschiedlich gut. Ich möchte nur noch mal die Energie energieintensive; den energieintensiven Prozess; die Wasser Spaltung genauer beleuchten und die Energiequelle; die Photovoltaik. Und zwar möchte ich hier besonders den Preis ins Auge nehmen; denn in unserer Welt ist es ja so der grünste Wasserstoff hat keinen großen Nutzen; wenn er viel zu teuer in der Herstellung ist; wie es heute noch der Fall ist.
Wenn man nun in Literatur schaut; wo solche Kosten analysiert werden; dann habe ich mich rausgesucht für eine Anlage in Australien. Super Standort; Sonneneinstrahlung; 230 Watt; etwa doppelt so hoch wie hier in Deutschland. Die Leistung mittelgroßer Anlage 1;5 kW Photovoltaik bei einer hohen Effizienz von 15 %. Also da sind State of the Art Solarzellen; 25 % Effizienz mit einem Elektrolyt gekoppelt; 60 % also das; was heute im Rahmen des Möglichen ist.
Und der Wasserstoff; der hier hinten bei rauskommt; kostet etwa 3;70 $ pro Kilogramm. Im Vergleich zu den fossilen zum fossilen Wasserstoff aus Erdgas ist das teuer. Der liegt etwa bei der Hälfte von diesem Preis. Schaut man sich nur an; wie sich der Preis zusammensetzt; dann ist sehr interessant; dass die Kosten hauptsächlich durch die Kappe oder durch die Investitionskosten getrieben werden; Die 84 % dieser 3;70 $ ausmachen.
Da ist dann alles drin PV Module; die der Elektrolyse zur Installation kosten. Und so weiter. Rechnet man das nun wieder zurück auf die Anlage; die hier als Beispiel herangezogen wurde; kommt man auf Kosten von etwa 380 $ pro Quadratmeter bei eben jener Effizienz von 15 %. Will man nun also den grünen Wasserstoff besser verfügbar machen; muss der Preis runter. Und am besten wäre hier natürlich anzusetzen in den Investitionskosten.
Hier kommt nun die angekündigte elegante Alternative ins Spiel; die sogenannte Foto Katalyse; die hier erst mal ganz allgemein und schematisch erklären möchte. Elegant ist sie deshalb; weil sie die beiden gerade vorgestellten Prozessschritte; die Photovoltaik Module und den Elektrolyt nur in einem einzigen mikroskopisch kleinen Katalysator zusammenfassen kann. Erklären kann man das in drei Schritten; die ablaufen im Wesentlichen Ein Photon wird vom Katalysator absorbiert und führt dann im Katalysator zu einer Ladungsträger Trennung.
Das heißt wir haben ein Elektron negativ geladen und ein Elektron Loch positiv geladen. Wenn diese nun kombinieren gegenseitige Ladungen; ziehen sie sich an; dann passiert gar nichts; dann wird das Ding einfach nur warm. Wenn sie aber an die Oberfläche wandern und dort mit dem Wasser zum Beispiel in Kontakt kommen; dann kann das Wassermoleküle gespalten werden zu Sauerstoff und Wasserstoff.
Der Vorteil ist nun hier; dass die Anlagen; die in denen; in denen das durchgeführt wird; sehr kostengünstig sein können und auch; dass andere chemische Reaktionen potenziell möglich sind. Wir sind also nicht auf den Wasserstoff beschränkt; sondern wir können zum Beispiel auch CO2 umsetzen; was in Zukunft wichtig sein wird; um Methan oder Methanol herzustellen. Aber auch zum Beispiel die Ammoniak Synthese aus Stickstoff aus der Luft wäre möglich.
Ein Fotograf Dieser Prozess; eine Anlage für die Foto Katalyse besteht im Wesentlichen aus zwei Bausteinen. Einmal dem Foto Katalysator. Den habe ich gerade schon erläutert in seinen Grundzügen und dem Photo Reaktor der Photo Reaktor auch noch mal ganz allgemein gesprochen ist wie ein normaler chemischer Reaktor auch ein Behälter; in dem eine chemische Reaktion abläuft. In diesem Fall wird eben beim Foto Reaktor noch Sonnenlicht gekoppelt um die Energie bereitzustellen.
Im Gegensatz zu konventionellen Reaktoren; wo Wärme der Treiber die treibende Kraft für die Reaktion ist. Beide Komponenten sind essenziell für die Prozessoptimierung; denn man kann den Reaktor ohne den richtigen Foto Katalysator nicht optimieren. Das heißt man braucht beide Bausteine; die dann zusammen eben den guten Reaktor; die gute fotografische Anlage ergeben. Werfen wir einen Blick auf den Photo Katalysator und was hier stand der Technik ist; was möglich ist; was nötig ist.
Die wichtigen Eigenschaften für ein Foto Katalysator sind; dass er das Sonnenlicht hier oben rechts aufgetragen in einem breiten Spektrum absorbiert und dabei eine hohe Quanten Ausbeute aufweist. Quanten Ausbeute ist so eine Art Effizienz Metrik für den Photo Katalysator. Das ist unabhängig von der Anlage; in dem er eingesetzt wird. Das betrifft jetzt nur den Stoff selbst und die Quanten Ausbeute ist so eine Art Verhältnis; wie viele Photonen ich brauche um ein einziges Produkt Molekül zu erzeugen; also in unserem Fall Wasserstoff.
Wenn wir also eine Quanten Ausbeute von 100 % haben; dann setzt jedes Photon einen Wasserstoffatom frei. Das ist gut; das wollen wir erreichen. Wenn man jetzt aber in die Literatur blickt; was so heutzutage möglich ist; dann sieht man; dass im Bereich hier Wellenlängen 360; 380 Nanometer solche Quanten ausbeuten von eins erreicht werden. Aber je weiter man zum sichtbaren Licht hier hinkommt vier Nanometer; dann fällt das Ganze relativ schnell ab; das heißt der gesamte; der gesamte Rest des Sonnen Spektrums hier hinten ist für uns verloren.
Das ist ein Problem; weil vom Sonnenlicht; das auf der Erde ankommt; sind nur etwa 5 % im Bereich. Das heißt; selbst wenn wir oder wenn wir nun einen Katalysator hätten; der 100 % des Lichts nutzen kann und wir haben den besten Reaktor; der kein einziges Photon verlorengehen lässt; dann wäre die gesamte Effizienz von unserem Prozess nur bei 5 %. Also dieses Zwischenziel; die bei der Elektrolyse fünf und 10 % erreichen kann.
Heißt also auch in der Katalysator Forschung sind noch Fortschritte nötig; um diesen Prozess wirtschaftlich zu machen. Andere Eigenschaften; die so ein Katalysator auch haben sollte; wären zum Beispiel die Verfügbarkeit und Preis Seltene Erden. Edelmetalle würden die Kosten natürlich nach oben treiben. Die Beständigkeit sollte möglichst gut sein; dass der nicht über die Jahre degradiert. So ein Reaktor muss ja lange halten und er sollte auch umweltfreundlich sein.
Zum Beispiel im Labor genutzte Katalysatoren; die auf Cadmium basieren; würde man sich ungern auf die grüne Wiese stellen. Kommen wir also zum Zweiten wichtigen Baustein; dem Foto Reaktor. Und das ist auch meine Expertise eigentlich. Ich bin kein Chemiker; ich bin Ingenieur. Meine Aufgabe in meiner Dissertation ist es; einen Foto Reaktor ein Prototypen zu bauen und seine Effizienz zu demonstrieren.
Wir können diese von Reaktor an aussehen. Ich habe hier ein paar Beispiele mitgebracht; die wir mit verschiedenen nach verschiedenen Kriterien beurteilen können. Zum Beispiel hier oben ist ein sogenannter Baggy Reaktor; das sind große Kunststoff Schläuche; also hier breiten von zehn Metern Länge 100 Meter. Die sind gefüllt mit Wasser und den Katalysator Partikeln; die darin schwimmen. Das Sonnenlicht dringt über die transparente Oberfläche der Oberseite ein.
Wasserstoff entsteht; steigt an die Oberfläche und kann dort abgezogen werden. Große Frage Was ist mit der Sicherheit? Haben wir große Volumina explosiver Gase; Mischungen? Das wäre vielleicht für die nächste Bürgerinitiative ein gefundenes Fressen. Schauen wir uns also ein anderes Konzept an; Dieses Panel zum Beispiel; was die Sicherheitsfrage schon deutlich besser angeht. Hier ist der Katalysator auf einer Platte fixiert; die von einem Wasser Film überströmt wird mit einem Glasfenster obendrauf.
Die Gasblasen können aufsteigen und werden am oberen Ende abgezogen. Das heißt man hat hier keine großen Gas Volumina die vorgehalten werden. Auf der anderen Seite kann man sich fragen; wie effizient geht denn dieser Reaktor mit dem Sonnenlicht um? Wenn Sie einfach Licht auf so eine Fläche scheinen; wird natürlich auch ein Teil wieder zurück reflektiert und ist damit für den Prozess verloren.
Der dritte Typ wäre hier so ein Reaktor mit einem Parabolspiegel kennt man vielleicht auch aus den aus der Solarthermie; der das Licht fokussiert. Auf dem Foto Reaktor. Allerdings ist hier dann das Problem; dass diese zum Beispiel eine Mechanik benötigen; die den Spiegel der Sonne nach führen und damit zum Beispiel teurer werden könnten als ein Reaktor wie dieser hier.
Die Effizienz gerade angesprochen; die bei diesem eventuell höher sein könnte; ist die Strahlung Transport Effizienz; was eine andere wichtige Effizienz Metrik ist; die nun aber für die gesamte Anlage gilt; also für das Zusammenspiel aus Foto; Reaktor und Photo Katalysator. Und diese setzt ins Verhältnis; wie viele der Photonen; die die Sonne auf die Grundfläche auf den auf die Fläche meines Reaktors scheint; wie viele davon tatsächlich absorbiert werden; im Reaktions Volumen und damit dem Prozess zur Verfügung stehen.
Also wenn die Sonne zehn Photonen ausschickt und nur eines davon eingefangen wird; dann habe ich eine Effizienz; eine Strahlung; Transport; Effizienz von 10 %. Da wirft sich dann natürlich die Frage auf wie sähe der perfekte Photo Reaktor aus? Ob ich das beantworten kann; weiß ich nicht. Aber ich kann Ihnen zumindest sagen; was wir für einen guten Photo Reaktor halten und wir haben dafür verschiedene Merkmale.
Uns überlegt; die ein solcher Photo Reaktor erfüllen sollte. Da geht es zum einen darum; dass er möglichst wenig komplex sein sollte in seinem Aufbau und dass man ihn einfach herstellen kann. Er sollte aus günstigen Materialien bestehen; also zum Beispiel keine teuren optischen Gläser nötig haben. Der Wartungsaufwand sollte gering sein; ähnlich wie bei den wie bei den Solarzellen. Da muss man vielleicht mal ab und zu ein bisschen den Staub entfernen; aber ansonsten verrichten der ihre Arbeit.
Das sollte hier auch auch so sein. Und natürlich eine hohe Strahlung. Transport Effizienz sollte erreicht werden. Das Sonnenlicht soll also möglichst gut genutzt werden. Ja; womit? Dass das Ergebnis dieser Überlegungen auch schon Ergebnis von Veröffentlichungen in der Vergangenheit von einem ehemaligen Kollegen von mir war; dass dieser dieses Foto Reaktor Konzept; was hier als Beispiel auf dem Hausdach gezeigt wird; das ist auch zum Patent angemeldet und meine Aufgabe ist es nun; dieses dieses Konzept zu überführen; in einen real existierenden Prototypen; der möglichst gut funktioniert und das besser zu verstehen.
Hier noch mal vergrößert im Querschnitt gezeigt. Wir nennen es ab und zu den Schlüsselloch Reaktor; weil es aussieht wie ein umgedrehter Schlüsselloch und es ist aufgebaut im Wesentlichen. Der Körper besteht aus einem transparenten Kunststoff. Das ist hier dieses hellblaue Material; was im oberen Bereich einen v förmigen Konzentrate besitzt. Da fällt das Sonnenlicht ein und wird gesammelt und dann weitergeleitet nach unten in das runde Rohr; was das in grün eingezeichnete Reaktoren Reaktions Volumen beinhaltet.
Also da drin ist dann der Photo Katalysator und das Wasser von unten wird er dann beschichtet in einer reflexiven Schicht Aluminium zum Beispiel um die Sonnenstrahlen abzulenken. Und ja; das ist unser unser Ansatz eben dieser diese Merkmale zu erfüllen. In der Literatur werden Zahlen diskutiert; die wir uns zum Ziel gesetzt haben. Da geht man davon aus; dass wenn man Effizienzen von circa 10 % erreicht; man bei Kosten von unter 100 $ pro Quadratmeter; also einem Viertel von denen von der Photovoltaik und Elektrolyse; dass man dann von Wirtschaftlichkeit beim Prozess ausgehen kann; zumindest in den Bereich kommt ja; wir setzen wir also diese diese Merkmale um; die erreichen wir; dass die Komplexität versuchen wir zu verringern; indem wir
möglichst wenig Einzelteile einsetzen. Der Photo Reaktor selbst besteht oder ein Paneel besteht im Wesentlichen aus drei Teilen. Das ist einmal der Kunststoff Grund Körper; der mittels Extrusion hergestellt wird und diesen Fluid Verteilern aus weiteren Kunststoffen. Die müssen dann nicht durchsichtig sein; wo das Wasser auf der einen Seite einströmen kann und zusammen mit den Gasblasen auf der anderen Seite den Reaktor wieder verlassen kann.
Ein Vorteil davon ist auch; dass man weniger Probleme mit der Dichtung hat. Wenn man die Module verklebt; dann kann da recht wenig passieren. Im Gegensatz dazu zum Beispiel ein Photo Reaktor; der einer der wenigen Photo Reaktoren; der bereits als Labor als als Pilotanlage gebaut wurde; von einer Forschungsgruppe aus Japan besteht aus sehr vielen Teilen. Man hat eine Grundplatte; die muss mit dem Katalysator beschichtet werden; man hat den Glasdecke; man braucht Dichtungen; Ringe; Schräubchen.
Also ein sehr viel komplexerer Aufbau; den wir versucht haben zu vereinfachen. Ein weiterer; eine weitere Eigenschaft ist; für die wir uns entschieden haben; Dass wir keine beweglichen Teile haben. Heißt auch keine Mechanik; die den Reaktor der Sonne nach führt. Einmal macht es den Aufbau günstiger; der Wartungsaufwand wird geringer; man muss keine Gelenke schmieren; man stellt ihm hin und er verrichtet seine Arbeit.
Auf der anderen Seite hat es aber auch interessante; interessante Vorgaben auf die Optik. Wenn man noch mal eine Folie zurückgehen; dann sieht man hier; dass ein Winkel eingezeichnet ist. Oh; falsche Richtung der Knopf ein Winkel eingezeichnet ist; in dem das Sonnenlicht auf den Reaktor fällt. Und wenn man nun eine Optik hat; die Das Sonnenlicht fällt ja nun über das Jahr aus verschiedenen Winkeln.
Im Winter steht die Sonne deutlich tiefer über dem Horizont; während sie im Sommer sehr viel höher steht. Aus Grundlage der Optik kann man nun daraus ableiten; dass das maximale Konzentrations Verhältnis einer Optik; also das Verhältnis der Öffnung; hier oben zum zur Öffnung hier unten nicht beliebig groß sein kann. Wenn man die Sonnenstrahlen aus diesen verschiedenen Winkeln im Sommer und Winter effizient einfangen möchte.
Für unseren Fall oder für den Fall der Sonne in unseren Breitengraden ist das etwa eine Konzentration von 2;5; das heißt die Öffnung und die Öffnung hier oben beträgt etwa das 2;5 fache der Öffnung hier unten bis zu dem 2;5 fachen. Hat man sich nun für dieses Konzept entschieden; muss die Geometrie optimiert werden; also der Reaktor in seinem Querschnitt.
Dafür wurde bei uns am Institut eine Monte Carlo Raytracing Simulation entwickelt; mit der man den Strahl Transport im Reaktor möglichst genau abbilden kann. Hier rechts ist das gezeigt. Man muss zuerst die Geometrie definieren. Hier wieder der Reaktor vom Bild zuvor. Man hat den Konzentrate mit der reflektierenden Schicht und dem Reaktions volumen am unteren Ende und die Simulation geht dann so vor; dass sie eine hohe Anzahl an Lichtstrahlen in den Reaktor sendet und jede Interaktion mit den mit den Materialien; mit den Oberflächen simuliert.
Das heißt; der Lichtstrahl kommt hier rein; trifft den transparenten Kunststoff; es kommt zur Lichtbrechung; trifft auf die Oberfläche. Hier kann er entweder reflektiert werden oder absorbiert werden. Das wäre dann sozusagen ein Strahl Verlust oder er wird reflektiert; wird nach unten geleitet; in die Qualität und dort vom Katalysator absorbiert. Wiederholt man das nun hunderttausendfach; Millionenfach; dann erhält man ein sehr genaues Abbild davon; wie sich das Licht im Reaktor ausbreitet.
Daraus lassen sich dann ableiten; wie zum Beispiel die charakteristischen Abmessungen sein sollen. Über welche Durchmesser reden wir hier? Üblicherweise sind die im Bereich von Millimetern 345 Millimeter ist der Durchmesser von diesem von diesem Kanal und daraus leiten sich dann auch andere Größen ab; wie die Höhe 1;52 0;5 Zentimeter. Und so weiter. Eine andere interessante Herangehensweise; diese Geometrie zu verändern; ist es; die Qualität hier im unteren Bereich nicht rund zu gestalten; sondern zu deformieren.
Auch dafür wurde ein Algorithmus entwickelt; der zufällige Verformungen in die Oberfläche einbringt und schaut; ob Sie die Effizienz des Prozesses verbessern. Sie können sich ein bisschen vorstellen; wenn ein Lichtstrahl senkrecht von hier oben in den Reaktor einfällt; dann könnte er im Zweifel einfach wieder nach draußen zurück reflektiert werden. Wenn wir jetzt hier so ein bisschen schwierig zu sehen; vielleicht von hinten unten; wie bei so einem Apfel so eine kleine Delle in den Reaktor einbringen; dann werden Lichtstrahlen; die von oben hineinfallen; zur Seite abgelenkt und haben eine größere Chance; vom Katalysator absorbiert zu werden.
Das sind so die kleinen Tricks; die man da einbringen kann; um den Gesamtprozess am Ende zu verbessern. Und hier geht es dann ja um null Komma Prozente. Wenn das; wenn der Reaktor über das ganze Jahr auf großen Flächen Wasserstoff produziert; ja hat man dann auch die Geometrie so gut verbessert; dass man damit zufrieden ist? Muss der Reaktor gefertigt werden; wofür die Materialauswahl entscheidend ist?
Ich habe ja eingangs gesagt; wir wollen günstige Materialien verwenden; weshalb hier Polymere von besonderem Interesse sind. Diese müssen; dass die das Licht durch diesen Kunststoff Körper durchdringen; kann natürlich transparent sein und insbesondere im Bereich transparent sein; was die Materialauswahl schon mal einschränkt; weil viele durchsichtige Kunststoffe im Baubereich nicht mehr transparent sind. Außerdem muss die Wetter Beständigkeit gegeben sein.
Der Reaktor muss viele Jahre der Witterung ausgesetzt sein; ohne spröde zu werden; ohne trüb zu werden. Und er muss auch mit der Kunststoff Extrusion verfügbar sein. Heißt also Thermo Plastic sind hier das Mittel der Wahl. Ein guter Kandidat ist PMA Acrylglas Plexiglas; was viele dieser Eigenschaften auf sich vereint. Andere wichtige ein anderes wichtiges Material ist die reflexive Beschichtung an der Unterseite und kann sich vorstellen; wenn der Lichtstrahl mehrere Male umgelenkt wird.
Auf seinem Weg in den Reaktor sind schon kleine Einbußen bei der Reflexivität summieren sich auf und bilden dann am Ende große Verluste; weshalb hier möglichst hohe Oberflächen erzeugt werden müssen und eben das Aluminium besonders reflektierend sein muss. Ja; wenn man sich dann mal so einen Reaktor anschaut hier rechts; da sind da; daran kann man etwas verstehen; wo die Verluste am Boden liegen; bei dieser Technologie.
Hier ist aufgetragen die Strahlungsintensität über der Wellenlänge; also wie viel Sonnenlicht bei den verschiedenen Wellenlängen ankommt; auch wieder das Sonnenlicht Spektrum und was wir maximieren wollen; ist der grüne Bereich und das ist die; Das ist ja; das ist der Anteil des Sonnenlichts; der von der Reaktion Volumen absorbiert wird. Man kann hier sehen; der ist im Uferbereich ist er relativ hoch.
Das sind; glaube ich; etwa 60 % oder so bei 400 Nanometern von vom gesamten Licht; was ankommt. Das heißt; wir hätten jetzt hier eine Strahlung; Transport; Effizienz von 60 %; Andere Verlust Wärme sind dann hier in rot und Gelb; zum Beispiel die parasitären Verluste; also das; was der Kunststoff schluckt. Das heißt; je transparenter unser; unser; unser Pneuma ist; desto kleiner sind hier die gelben Balken.
Die Geometrie hat natürlich auch einen entscheidenden Einfluss auf die Effizienz des Prozesses; Dass wir in die blauen Bereiche hier das sind die Verluste zum Beispiel durch die Apparatur; also wo Photonen wieder den Reaktor nach oben verlassen und ins Weltall verschwinden. Da muss man also die Geometrie verändern; um diese Bereiche zu verkleinern.
Ja; ich habe ja den Eingang in den den Einstieg ins Thema gewählt. Über die Frage der Kosten; wie viel der Wasserstoff kosten soll oder wie viel die Anlage kosten darf. Und in einem Paper; das dieses Jahr erschienen ist; haben wir versucht; eine solche Kostenschätzung für diesen Reaktor vorzunehmen und haben uns dabei orientiert an Großhandelspreise für die Materialkosten; an Fertigungs Kosten auch aus Gesprächen mit Unternehmen und sind hier zu folgenden Zahlen gekommen Das Panel; das transparente Panel Der Kunststoff selbst schlägt mit etwa 13 $ pro Quadratmeter zu Buche.
Die reflexive Beschichtung; aufgetragen durch Splittern etwa mit 35 $ pro Quadratmeter. Die für einen Verteiler sind relativ günstig; bezogen auf den Quadratmeter. Und die große Unbekannte ist der Katalysator. Der ist ja noch Gegenstand aktueller Forschung. Das heißt; hier Kosten festzulegen ist schwierig. Wir haben eine sehr konservative Zahl von 1.000 $ pro Kilogramm genommen; 1 Million $ pro Tonne; relativ teuer. Aber der Vorteil ist Bei photo katalytischen Prozessen braucht man üblicherweise sehr wenig Katalysator; also etwa ein Gramm pro Quadratmeter; zehn zwölf Gramm pro Quadratmeter; was dann eben Kosten von 12 $ pro Quadratmeter verursacht.
Aufsummiert kommen wir damit auf Kosten von 63 $ pro Quadratmeter; was deutlich unterhalb von dem in der Literatur diskutierten Ziel von 100 $ pro Quadratmeter liegt. Natürlich unter der Maßgabe; dass wir eine Effizienz von 10 % erreichen; was natürlich natürlich im Moment noch ein Fragezeichen dahinter steht. Einmal; weil die Prototypen noch im in der Konstruktion sind und noch nicht vermessen werden konnten.
Auf der anderen Seite auch; weil natürlich noch Fortschritte in der Katalysator Forschung nötig sind. Ja; dann war das komme ich zum Ende von meinem Vortrag. Vielen Dank für Ihr Interesse. Bei Fragen in Kontakt; meine Emailadresse und ich freue mich noch auf interessante Gespräche im Nachgang zu So vielen Dank für den