Brennstoffzellen und Wasserstoff sicher verstehen

Brennstoffzellen wandeln die chemische Energie zugeführter Stoffe elektrochemisch in elektrische Energie und Wärme um. Bei Wasserstoff und Sauerstoff entsteht hauptsächlich Wasser.

Auf dieser Seite übst du PEM-Prinzip, Anode, Kathode, Membran, Elektrolyse, Wasserstoffspeicherung, Leistung, Wirkungsgrad, Anwendungen und Sicherheit.

So löst du Aufgaben zu Brennstoffzellen

  1. Ordne Anode, Kathode, Protonen, Elektronen und Reaktionsstoffe richtig zu.
  2. Nutze P = U·I, E = P·t und η = Pab/Pzu mit passenden Einheiten.
  3. Unterscheide Brennstoffzelle, Akkumulator, Elektrolyseur und Verbrennungsmotor.
  4. Prüfe Herstellung, Speicherung, Lüftung, Druck, Leckage und die gesamte Energiekette.

3. Test

Brennstoffzellen und Wasserstoff online üben

Test 3 zu Brennstoffzellen und Wasserstoff mit 5 Aufgaben und verständlichen Lösungen.

Wähle pro Aufgabe eine Antwort aus. Öffne danach die Lösung, um Zellreaktion, Energiefluss, Formel und Sicherheitszusammenhang zu prüfen.

5 Fragen
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Falsch 0
Offen 5
1. FrageMultiple Choice

Wie kann Wasserstoff durch Elektrolyse hergestellt werden?

Bitte wähle zuerst eine Antwort aus.

Richtige Antwort: C

Die richtige Antwort ist: Wasser wird mithilfe elektrischer Energie in Wasserstoff und Sauerstoff zerlegt.

  1. Brennstoffzellenaufgabe einordnen: Bestimme, ob es um Zellaufbau, Wasserstoff, Elektrolyse, Leistung, Wirkungsgrad, Anwendung oder Sicherheit geht.
  2. Passenden Zusammenhang anwenden: Bei der Elektrolyse wird elektrische Energie in chemische Energie des Wasserstoffs und Sauerstoffs gespeichert.
  3. Ergebnis prüfen: Das Ergebnis lautet Wasser wird mithilfe elektrischer Energie in Wasserstoff und Sauerstoff zerlegt.. Achte auf Energiefluss, Einheiten, Reaktionsstoffe und reale Verluste.

Bei der Elektrolyse wird elektrische Energie in chemische Energie des Wasserstoffs und Sauerstoffs gespeichert.

2. FrageMultiple Choice

Was versteht man unter grünem Wasserstoff?

Bitte wähle zuerst eine Antwort aus.

Richtige Antwort: B

Die richtige Antwort ist: Wasserstoff, der mit erneuerbarer Energie hergestellt wird.

  1. Brennstoffzellenaufgabe einordnen: Bestimme, ob es um Zellaufbau, Wasserstoff, Elektrolyse, Leistung, Wirkungsgrad, Anwendung oder Sicherheit geht.
  2. Passenden Zusammenhang anwenden: Bei der Elektrolyse mit erneuerbarem Strom können die direkten Emissionen der Herstellung gering sein; die Gesamtbilanz hängt vom gesamten System ab.
  3. Ergebnis prüfen: Das Ergebnis lautet Wasserstoff, der mit erneuerbarer Energie hergestellt wird.. Achte auf Energiefluss, Einheiten, Reaktionsstoffe und reale Verluste.

Bei der Elektrolyse mit erneuerbarem Strom können die direkten Emissionen der Herstellung gering sein; die Gesamtbilanz hängt vom gesamten System ab.

3. FrageMultiple Choice

Warum ist Wasserstoff ein Energieträger und keine primäre Energiequelle?

Bitte wähle zuerst eine Antwort aus.

Richtige Antwort: A

Die richtige Antwort ist: Er muss zunächst unter Einsatz anderer Energie hergestellt werden.

  1. Brennstoffzellenaufgabe einordnen: Bestimme, ob es um Zellaufbau, Wasserstoff, Elektrolyse, Leistung, Wirkungsgrad, Anwendung oder Sicherheit geht.
  2. Passenden Zusammenhang anwenden: Wasserstoff kommt in der gewünschten reinen Form nicht einfach als nutzbare Primärenergiequelle zur Verfügung; seine Herstellung benötigt Energie.
  3. Ergebnis prüfen: Das Ergebnis lautet Er muss zunächst unter Einsatz anderer Energie hergestellt werden.. Achte auf Energiefluss, Einheiten, Reaktionsstoffe und reale Verluste.

Wasserstoff kommt in der gewünschten reinen Form nicht einfach als nutzbare Primärenergiequelle zur Verfügung; seine Herstellung benötigt Energie.

4. FrageMultiple Choice

Warum wird Wasserstoff häufig unter hohem Druck gespeichert?

Bitte wähle zuerst eine Antwort aus.

Richtige Antwort: D

Die richtige Antwort ist: Die Energiedichte pro Volumen kann dadurch erhöht werden.

  1. Brennstoffzellenaufgabe einordnen: Bestimme, ob es um Zellaufbau, Wasserstoff, Elektrolyse, Leistung, Wirkungsgrad, Anwendung oder Sicherheit geht.
  2. Passenden Zusammenhang anwenden: Komprimierung ermöglicht mehr Wasserstoff in einem Tank, erfordert aber Energie, geeignete Behälter und Sicherheitsmaßnahmen.
  3. Ergebnis prüfen: Das Ergebnis lautet Die Energiedichte pro Volumen kann dadurch erhöht werden.. Achte auf Energiefluss, Einheiten, Reaktionsstoffe und reale Verluste.

Komprimierung ermöglicht mehr Wasserstoff in einem Tank, erfordert aber Energie, geeignete Behälter und Sicherheitsmaßnahmen.

5. FrageMultiple Choice

Was ist bei der Speicherung von flüssigem Wasserstoff zusätzlich erforderlich?

Bitte wähle zuerst eine Antwort aus.

Richtige Antwort: C

Die richtige Antwort ist: Eine sehr starke Abkühlung und eine geeignete thermische Isolierung.

  1. Brennstoffzellenaufgabe einordnen: Bestimme, ob es um Zellaufbau, Wasserstoff, Elektrolyse, Leistung, Wirkungsgrad, Anwendung oder Sicherheit geht.
  2. Passenden Zusammenhang anwenden: Wasserstoff wird erst bei sehr niedrigen Temperaturen flüssig; dadurch entstehen besondere Anforderungen an Tank und Energieaufwand.
  3. Ergebnis prüfen: Das Ergebnis lautet Eine sehr starke Abkühlung und eine geeignete thermische Isolierung.. Achte auf Energiefluss, Einheiten, Reaktionsstoffe und reale Verluste.

Wasserstoff wird erst bei sehr niedrigen Temperaturen flüssig; dadurch entstehen besondere Anforderungen an Tank und Energieaufwand.

Brennstoffzellen und Wasserstoff FAQ

Wie funktioniert eine Wasserstoff-Brennstoffzelle?

Wasserstoff wird an der Anode in Protonen und Elektronen aufgeteilt. Die Protonen passieren die Membran, die Elektronen fließen durch den äußeren Stromkreis. An der Kathode reagieren sie mit Sauerstoff zu Wasser.

Was ist grüner Wasserstoff?

Grüner Wasserstoff wird mit erneuerbarer Energie hergestellt, zum Beispiel durch Elektrolyse mit Wind- oder Solarstrom. Für die Gesamtbewertung müssen trotzdem Herstellung, Speicherung und Transport betrachtet werden.

Warum braucht Wasserstoff besondere Sicherheitsmaßnahmen?

Wasserstoff ist leicht entzündlich und wird teilweise unter hohem Druck gespeichert. Lüftung, Sensoren, geeignete Tanks und fachgerechte Wartung sind deshalb wichtig.