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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.

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Brennstoffzellen und Wasserstoff online üben

Test 4 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
0/5 Fragen0 %
Richtig 0
Falsch 0
Offen 5
1. FrageMultiple Choice

Eine Brennstoffzelle liefert 12 V und 50 A. Welche elektrische Leistung gibt sie ab?

Bitte wähle zuerst eine Antwort aus.

Richtige Antwort: B

Die richtige Antwort ist: 600 W.

  1. Brennstoffzellenaufgabe einordnen: Bestimme, ob es um Zellaufbau, Wasserstoff, Elektrolyse, Leistung, Wirkungsgrad, Anwendung oder Sicherheit geht.
  2. Passenden Zusammenhang anwenden: P = U·I = 12 V · 50 A = 600 W.
  3. Ergebnis prüfen: Das Ergebnis lautet 600 W.. Achte auf Energiefluss, Einheiten, Reaktionsstoffe und reale Verluste.

P = U·I = 12 V · 50 A = 600 W.

2. FrageMultiple Choice

Eine Brennstoffzelle liefert 5 kW über 3 Stunden. Welche elektrische Energie wird abgegeben?

Bitte wähle zuerst eine Antwort aus.

Richtige Antwort: A

Die richtige Antwort ist: 15 kWh.

  1. Brennstoffzellenaufgabe einordnen: Bestimme, ob es um Zellaufbau, Wasserstoff, Elektrolyse, Leistung, Wirkungsgrad, Anwendung oder Sicherheit geht.
  2. Passenden Zusammenhang anwenden: E = P·t = 5 kW · 3 h = 15 kWh.
  3. Ergebnis prüfen: Das Ergebnis lautet 15 kWh.. Achte auf Energiefluss, Einheiten, Reaktionsstoffe und reale Verluste.

E = P·t = 5 kW · 3 h = 15 kWh.

3. FrageMultiple Choice

Eine Brennstoffzelle nimmt chemisch 1000 W auf und gibt 500 W elektrisch ab. Wie groß ist ihr elektrischer Wirkungsgrad ohne weitere Nutzleistungen?

Bitte wähle zuerst eine Antwort aus.

Richtige Antwort: D

Die richtige Antwort ist: 50 %.

  1. Brennstoffzellenaufgabe einordnen: Bestimme, ob es um Zellaufbau, Wasserstoff, Elektrolyse, Leistung, Wirkungsgrad, Anwendung oder Sicherheit geht.
  2. Passenden Zusammenhang anwenden: η = Pel/Pchem = 500 W/1000 W = 0,5 = 50 %.
  3. Ergebnis prüfen: Das Ergebnis lautet 50 %.. Achte auf Energiefluss, Einheiten, Reaktionsstoffe und reale Verluste.

η = Pel/Pchem = 500 W/1000 W = 0,5 = 50 %.

4. FrageMultiple Choice

Eine Brennstoffzelle hat 10 kW chemische Eingangsleistung und 5 kW elektrische Ausgangsleistung. Wie viel Leistung wird mindestens als Wärme oder Verlust abgegeben?

Bitte wähle zuerst eine Antwort aus.

Richtige Antwort: C

Die richtige Antwort ist: 5 kW.

  1. Brennstoffzellenaufgabe einordnen: Bestimme, ob es um Zellaufbau, Wasserstoff, Elektrolyse, Leistung, Wirkungsgrad, Anwendung oder Sicherheit geht.
  2. Passenden Zusammenhang anwenden: Pverlust = Pzu − Pel = 10 kW − 5 kW = 5 kW.
  3. Ergebnis prüfen: Das Ergebnis lautet 5 kW.. Achte auf Energiefluss, Einheiten, Reaktionsstoffe und reale Verluste.

Pverlust = Pzu − Pel = 10 kW − 5 kW = 5 kW.

5. FrageMultiple Choice

Zehn Brennstoffzellen liefern jeweils ideal 0,7 V und werden in Reihe geschaltet. Welche Spannung entsteht?

Bitte wähle zuerst eine Antwort aus.

Richtige Antwort: B

Die richtige Antwort ist: 7 V.

  1. Brennstoffzellenaufgabe einordnen: Bestimme, ob es um Zellaufbau, Wasserstoff, Elektrolyse, Leistung, Wirkungsgrad, Anwendung oder Sicherheit geht.
  2. Passenden Zusammenhang anwenden: Bei der Reihenschaltung addieren sich die Zellspannungen: 10 · 0,7 V = 7 V.
  3. Ergebnis prüfen: Das Ergebnis lautet 7 V.. Achte auf Energiefluss, Einheiten, Reaktionsstoffe und reale Verluste.

Bei der Reihenschaltung addieren sich die Zellspannungen: 10 · 0,7 V = 7 V.

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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.