Das AUS für die Brennstoffzelle ???

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Das AUS für die Brennstoffzelle ???

Beitragvon Jens_M » 18.03.2005 - 01:36:37

Hallo Leute,

habe gerade einen interessanten Artikel gelesen (PM 04/2005 S.29).

Auf folgendem Link des MIT (Massachusetts Institute of Technology)


---> H I E R <---

geht es um folgendes:

Das MIT hat eine WINZIGE Gasturbine aus Silizium gebaut. Diese Turbine ist so groß wie eine 20ct Münze und erzeugt bis zu 50 W.
Verbrannt werden winzigste Mengen an Diesel. Die Turbine hat eine Drehzahl von 1,2 Millionen Umdrehungen. Gedacht ist dieses Aggregat für Handys, Kameras und allen Stromverbrauchern. Als Konkurenz zur Brennstoffzelle.
Bietet bei gleicher Größe, die 10-fache Leistung der Brennstoffzelle.
Wie bei einem Flugzeug oder Gasturbinen-Kraftwerk wird ein Treibstoff-Luft-Gemisch verdichtet und verbrannt. Das heiße Abgas treibt eine Turbine an und erzeugt Strom.
Einsatzzweck zunächst: Militärisch!
In spätestens 3 Jahren soll es kommerziell auf den Markt kommen.

Abwartenden Gruß
Jens


Hier der Originaltext des MIT:


Microengine Materials, Structures and Packaging
Includes tasks of materials characterization and constitutive modeling and the overall thermal and structural design of the microengine and associated devices. Packaging includes the design and fabrication of the interfaces of these micro-devices with the macro-world, including fuel supplies, air intakes and electrical contacts.
Professor S. Mark Spearing

Micro Bearing Rig Rotordynamics
A fundamental enabling technology needed for all the high-power-density micro devices is the ability to spin silicon rotating elements, supporting the turbomachinery and electrical components, at peripheral speeds of several hundred meters per second, over two orders of magnitude faster than silicon rotors have previously achieved. This research focuses on experimental studies on the rotordynamic and hydrostatic journal gas bearings and thrust bearings of the micro devices.
Prof. Zoltan Spakovszky, Prof. Alan H. Epstein, Prof. John Brisson, Dr. Fredric Ehrich, Dr. James Paduano

MicroEngines (MEMS Gas Turbines, Generators, & Rocket Engines)
A multidisciplinary effort, in cooperation with the MIT Micro Technology Laboratory, is underway to develop gas turbine and rocket engines a few millimeters in diameter spinning at 2-5 __106 rpm. The devices would be capable of producing 10-50 watts of power or 10-30 grams of thrust. Applications include battery replacement and micro-airplane propulsion. A subset of this effort is a program to build micro electric motor driven compressors of similar size. Also, a bipropellant, turbopump equipped, centimeter sized micro rocket engine, producing 3-5 lb. of thrust, is under development. There efforts encompasses all aspects of gas turbine and rocket propulsion engineering, including the fluid mechanics of turbomachinery, mechanical design, structures and materials, combustion, bearings, electric generators, materials, and microfabrication.
Prof. Alan H. Epstein

MEMS in Turbomachinery
An analytical and experimental program which is evaluating the use of large arrays of high frequency response micro-fabricated flow valves arranged on the tip casing of a compressor to alter the tip flowfield in an advantageous manner.
Dr. Choon Tan

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Beitragvon Uli_bw » 18.03.2005 - 08:51:36

Hallo Jens,
das klingt interessant, kann es mir aber wirklich nicht vorstellen, daß so etwas in absehbarer Zukunft finanzierbar sein wird.
Ich sehe auch große Probleme im bereich der Standzeit - bei den Umdrehungszahlen...
Immerhin müssten für 50 W auch 5 ml Diesel bei Wirkungsgrad 1 verbrannt werden...
Die Brennstoffzelle wird die Zukunft, mit Wasserstoff aus Sonnenenergie, hergestellt, dort wo heute nur Wüste ist...

ULI
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Re: Das AUS für die Brennstoffzelle ???

Beitragvon Schwedenopa » 18.03.2005 - 10:09:45

Hallo!

Jens_M hat geschrieben:Das MIT hat eine WINZIGE Gasturbine aus Silizium gebaut. Diese Turbine ist so groß wie eine 20ct Münze und erzeugt bis zu 50 W.


Nicht "hat gebaut", sondern "ist dabei zu entwickeln". Ein kleiner Unterschied der gut und gerne auf 3-5 Jahre hinauslaufen kann. Und außerdem: Sollte das Teil wirklich funktionieren, so wird es sicherlich auf absehbare Zeit erst mal ausschließlich militärisch genutzt werden.

Und: Auch für mikroskopische Gasturbinen gelten die Gesetze der Physik. Der maximale Wirkungsgrad nach Carnot, mit dem auch die Brennstoffzelle zu kämpfen hat, kann auch hier nicht überschritten werden.

MfG
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Re: Das AUS für die Brennstoffzelle ???

Beitragvon Jens_M » 18.03.2005 - 13:13:58

EuraGerhard hat geschrieben:Hallo!

Jens_M hat geschrieben:Das MIT hat eine WINZIGE Gasturbine aus Silizium gebaut. Diese Turbine ist so groß wie eine 20ct Münze und erzeugt bis zu 50 W.


Nicht "hat gebaut", sondern "ist dabei zu entwickeln". Ein kleiner Unterschied der gut und gerne auf 3-5 Jahre hinauslaufen kann. Und außerdem: Sollte das Teil wirklich funktionieren, so wird es sicherlich auf absehbare Zeit erst mal ausschließlich militärisch genutzt werden.

Und: Auch für mikroskopische Gasturbinen gelten die Gesetze der Physik. Der maximale Wirkungsgrad nach Carnot, mit dem auch die Brennstoffzelle zu kämpfen hat, kann auch hier nicht überschritten werden.

MfG
Gerhard


Hallo Gerhard,

das ist so nicht richtig. Die Turbine ist fertig und wird ab sofort für das Militär zum Einsatz gebracht. Mehrere Prototypen laufen und wurden Forschern aus aller Welt vorgestellt.
In 3 Jahren soll bereits die kommerzielle Vermarktung statt finden. Schließlich lebt auch das MIT davon, Ihre Entwicklungen zu vermarkten (wie bei uns das Fraunhofer Institut).

Der Vorteil: bis dahin hat das Militär zwar den Nutzen, aber auch die Entwicklung finanziert.
Die Turbine soll in erster Linie für Laptops und Handy als Energiequelle dienen.
Um in diesen Markt zu kommen, muss der Preis schon auf einem beachtlichen Niveau gekommen sein. Die Brennstoffzelle hat da bisher nicht sehr viel erreicht.
Wie dem auch sei, egal was kommt, alternative Technologien fördern auf alle Fälle die Innovation und machen Druck für Entwickler und beim Marketing. Daher soll diese Entwicklung nur zu unserem Vorteil sein - und sei es, dass die Brennstoffzelle nun schneller zu marktgerechten Konditionen angeboten werden wird.

Schönen Gruß
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Re: Das AUS für die Brennstoffzelle ???

Beitragvon Schwedenopa » 18.03.2005 - 17:14:52

Hallo Jens!

Jens_M hat geschrieben:das ist so nicht richtig. Die Turbine ist fertig und wird ab sofort für das Militär zum Einsatz gebracht. Mehrere Prototypen laufen und wurden Forschern aus aller Welt vorgestellt.


Auf der MIT-Webpage steht "...is underway to develop..." und das heißt "...ist dabei...zu entwickeln...". Was PM (meiner Meinung nach "Die Bildzeitung der Wissenschaft") da hineininterpretiert, ist deren Sache.

Und selbst wenn bereits Prototypen existieren, kann es bis zur Serienreife immer noch lange dauern. Insbesondere die Langzeitstabilität würde mich interessieren. Beim Militär gibt es ja durchaus Anwendungen, bei denen es nicht auf lange Lebensdauer ankommt (z.B lasergesteuerte Bomben, bei denen die Energiequelle nur die paar Sekunden vom Abwurf bis zum BUMM halten muss).

MfG
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