Das System Brennstoffzelle

Wasserstoffanwendungen ganzheitlich entwickeln

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  • 978-3-446-47260-0
  • 1. Edition, 09/2023
    366 Pages, Flexibler Einband, Komplett in Farbe
Beschreibung
Das System Brennstoffzelle
Der Einsatz von Wasserstoff und Brennstoffzellen wird in der energiepolitischen Debatte heiß diskutiert. Ist Wasserstoff der Champagner oder der Hoffnungsträger der Energiewende? Überzeugen Wasserstoffautos mit ihrer hohen Reichweite oder muss die Effizienz der Brennstoffzellentechnik noch gesteigert werden?

Dieses Buch stellt das System Brennstoffzelle in ganzheitlicher Weise vor. Es widmet sich dem technologischen Zusammenwirken von Wasserstoff (Energieträger) und Brennstoffzelle (Energiewandler) sowie deren Rollen im Gesamtgefüge regenerativen Energiesysteme. Darüber hinaus vermittelt es grundlegende Kenntnisse zur Entwicklung und Konstruktion von Wasserstoffsystemen – von Geräten bis hin zu Großanlagen.

Folgende Themen werden behandelt:
- Hintergründe und Motivation der menschlichen Energienutzung
- Energiebewertung anhand der Begriffe Exergie, Entropie und Syntropie
- Elektrochemische und thermodynamische Grundlagen
- Aufbau und Funktion von Elektrolyse- und Brennstoffzellen
- Systemtechnik und Mechatronik von wasserstoffbetriebenen Geräten und Anlagen
- Herstellung, Speicherung und Verteilung von Wasserstoff
- Wasserstoffwirtschaft – politische und ökonomische Weichenstellungen

Das Buch wendet sich an Studierende der Mechatronik sowie der Verfahrens- und Energietechnik, ist jedoch gleichermaßen für Praktiker:innen geeignet, die mit der Entwicklung von Wasserstoffanwendungen betraut sind. Darüber hinaus stellt es eine wertvolle Orientierungshilfe für Entscheider:innen aus dem Energiesektor sowie dem Fahrzeug-, Maschinen- und Anlagenbau dar.
Das System Brennstoffzelle
Der Einsatz von Wasserstoff und Brennstoffzellen wird in der energiepolitischen Debatte heiß diskutiert. Ist Wasserstoff der Champagner oder der Hoffnungsträger der Energiewende? Überzeugen Wasserstoffautos mit ihrer hohen Reichweite oder muss die Effizienz der Brennstoffzellentechnik noch gesteigert werden?

Dieses Buch stellt das System Brennstoffzelle in ganzheitlicher Weise vor. Es widmet sich dem technologischen Zusammenwirken von Wasserstoff (Energieträger) und Brennstoffzelle (Energiewandler) sowie deren Rollen im Gesamtgefüge regenerativen Energiesysteme. Darüber hinaus vermittelt es grundlegende Kenntnisse zur Entwicklung und Konstruktion von Wasserstoffsystemen – von Geräten bis hin zu Großanlagen.

Folgende Themen werden behandelt:
- Hintergründe und Motivation der menschlichen Energienutzung
- Energiebewertung anhand der Begriffe Exergie, Entropie und Syntropie
- Elektrochemische und thermodynamische Grundlagen
- Aufbau und Funktion von Elektrolyse- und Brennstoffzellen
- Systemtechnik und Mechatronik von wasserstoffbetriebenen Geräten und Anlagen
- Herstellung, Speicherung und Verteilung von Wasserstoff
- Wasserstoffwirtschaft – politische und ökonomische Weichenstellungen

Das Buch wendet sich an Studierende der Mechatronik sowie der Verfahrens- und Energietechnik, ist jedoch gleichermaßen für Praktiker:innen geeignet, die mit der Entwicklung von Wasserstoffanwendungen betraut sind. Darüber hinaus stellt es eine wertvolle Orientierungshilfe für Entscheider:innen aus dem Energiesektor sowie dem Fahrzeug-, Maschinen- und Anlagenbau dar.
Customer evaluation for "Das System Brennstoffzelle"
(Geprüfte Bewertung)
16 Dec 2024

Plädoyer für eine nachhaltige Energieversorgung

In seinem Buch "Das System Brennstoffzelle" analysiert der Autor, Enno Wagner, den aktuellen Stand und die Zukunft der Brennstoffzellentechnologie im Kontext der Energiewende.

Der Autor betont die Dringlichkeit, die globale Erwärmung auf 1,5 °C zu begrenzen, um katastrophale Klimafolgen zu vermeiden. Er fordert eine schnelle Reduktion der CO2-Emissionen und kritisiert den Bau neuer Gas- und Kohlekraftwerke.
Als ganzheitlichen Lösungsansatz schlägt Wagner vor, nicht nur nach alternativen CO2 Einsparpotentialen für die Haupt-Emittenten zu suchen, sondern diese generell zu hinterfragen: Regionale Produktion sowie nachhaltige Landwirtschaft könnten die Abhängigkeit von fossilen Brennstoffen verringern und eine nachhaltige Gesellschaft schaffen. Mittels Elektrosyse Strom-Überschüssen hergestellter grüner Wasserstoff ist dabei das Mittel der Wahl, um die erzeugte Energie zu speichern und bei Bedarf durch Brennstoffzellen zu verstromen.
Etwas überzogen kommt mir ein Gedankenexperiment des dritten Kapitels vor, nach dem sich die menschengemachte Zerstörung der Erde aus Naturgesetzen herleiten lasse bzw. dadurch angetrieben würde.

Insgesamt hat mir das Buch gut gefallen. Es ist informativ und liest sich weitgehend locker.

(Geprüfte Bewertung)
12 Dec 2024

Beeindruckend umfassend

Der Titel ist eine Untertreibung, das Buch hat sehr viel mehr zu bieten, als aktuelle Information zu Brennstoffzellen. Mir gefällt sehr, wie der Autor Grundlagen und aktuellen Wissensstand aus allen beteiligten Wissensgebieten liefert, nicht nur technisch, neben dem Hauptthema Brennstoffzelle auf unterschiedliche Energiespeicher eingeht und alle Formen der Energiegewinnung, Energiespeicherung und Energietransport / -verteilung in einen aktuellen wirtschaftlichen und politischen Gesamtkontext stellt. In diesem Buch findet jeder etwas, der sich auch nur im Ansatz für das Thema Energie und Klima interessiert. Die ersten und letzten Kapitel würde ich sogar als Pflichtlektüre an Schulen vorschlagen, damit wenigstens die junge Generation in der Lage ist, auf allgemeiner Faktenbasis zum Thema Zukunft unseres Planeten zu diskutieren, ohne sich mit Teilinformationen aus halbgaren Quellen zu einseitigen Diskussionspartnern zu machen.

(Geprüfte Bewertung)
8 Dec 2024

Gute Einsteigerliteratur nicht nur für Brennstoffzelleninteressierte

Enno Wagner liefert in seinem Buch „Das System Brennstoffzelle - Wasserstoffanwendungen ganzheitlich entwickeln“ einen grundlegenden und reflektierten Einblick in diesen Technologiebereich. Für das Verständnis ist dabei kein Ingenieursstudium notwendig, so dass auch technologisch interessierte Laien wertvolle Informationen und Hintergründe durch die klare Strukturierung und die leicht verständliche Sprache erhalten. Zentrale Aussagen sind hervorgehoben und der Text wird immer wieder durch Nebenbemerkungen aufgelockert.
Inhaltlich geht das Buch weit über die Brennstoffzelle hinaus – der Titel lässt dies bereits vermuten. Neben einem umfassenden, historisch interessanten Einblick in die Wissenschaftsgeschichte werden Entwicklungen, Meilensteine, aber auch notwendige naturwissenschaftliche Grundlagen von den Anfängen bis zur Jetztzeit, auch an konkreten Beispielen, erläutert. Ebenfalls werden aktuelle Forschungsaktivitäten und Ziele für zukünftige Entwicklungen aufgezeigt.
Ein Fokus liegt dabei auf der Bereitstellung (Ressourcen), Herstellung und dem Bedarf an Energie sowie Wasserstoff als Energieträger. Der Einflussfaktor „Mensch“ wird dabei auf unterschiedlichsten Ebenen betrachtet, auch mit Blick auf die Auswirkungen der Energienutzung aus Industrialisierung und steigendem Konsum vor dem Hintergrund des Klimawandels und der Notwendigkeit der Energiewende.
Leider sind die Exkurse, z.B. in die Peripherie der Anlagentechnik, manchmal zu detailliert, und die eigentliche Brennstoffzellentechnologie (lediglich ein Kapitel von 10) kommt im Vergleich zu kurz. Bei der Technologiebeschreibung der PEM-Brennstoffzellen werden daher z.B. lediglich metallische Bipolarhalbplatten, und diese nur kurz, beschrieben, wobei es auch hier bereits Alternativen aus dem Compoundbereich gibt. Der kritische Vergleich und Ausführungen zur Assemblierung und Dichttechnologie wären, nicht nur für den Fachmann, interessant gewesen.
Insgesamt bietet dieses Buch aber einen umfassenden Überblick über eine zukunftsweisende Technologie und eine wertvolle Einstiegsliteratur.

(Geprüfte Bewertung)
6 Dec 2024

Brennstoffzelle oder Elektrolyse reicht von der Chemie zu Mechatronik bis zu Wirtschaft und Politik

Das Buch „Das System Brennstoffzelle“ schafft einen gelungenen Spagat von der Theorie der Brennstoffzelle / Elektrolyse und damit verbundener Komplexität über erforderliche interagierende wirtschaftliche-technische Disziplinen dem Leser näher zu bringen. Er wird in eine ganzheitliche Sicht eingeführt und lernt zu verstehen, dass es diese Technik schon lange gibt und die Zukunft diese benötigt und welche Herausforderungen es zu lösen gibt.
Der Sachverhalt ist nachvollziehbar, flüssig zu lesen und vermittelt einen hervorragenden Überblick in die Themenwelt der Brennstoffzelle.

(Geprüfte Bewertung)
3 Dec 2024

Enno Wagner liefert mit seinem gut lesbaren Buch einen Überblick über die ganze Komplezität der Wasserstofftechnik

Das Buch bietet einen sehr guter Überblick über die aktuelle Technik rund um Elektriseure und Brennstoffzellen. Hervorzuheben ist die klare Sprache und das hervorragende Layout. Schriftbild, Formelsatz, Abbildungen, Grafiken, etc tragen dazu bei, dass man gerne reinschmökert. Enno Wagner bemüht sich sehr auch schwierige Kapitel wie die thermodynamischen Hintergründe gut verständlich zu gestalten. Die Ausführungen zur benötigten Infrastruktur, zu regenerativen Energiesystem und auch zu wirtschaftlichen Aspekten runden das Buch ab.
Mein Kritikpunkt, zeigt sich Beispielhaft an der für mch zu kurzen Abhandlung der PEM-Brennstoffzelle. Die Gasverteilerplatten werden auf einer Seite abgehandelt. Andere Komponenten rund um den Brennstoffzellen-Stack wie aktive oder passive Rezierkulation auf der Anodenseite werden nicht ausgeführt. Das Buch darf also nicht als Anleitung wie baue ich mir eine Brennstoffzelle oder einen Elektrolyseur verstanden werden.
Das Buch ist eine kompetente Zusammenfassung für alle die sich mit dem "System Brennsoffzelle" beschäftigen möchten.

(Geprüfte Bewertung)
12 Nov 2024

„Das System Brennstoffzelle“ bietet eine zugängliche Einführung in die Welt der Brennstoffzellen und erneuerbaren Energien und beleuchtet gleichzeitig die geschichtliche Entwicklung unserer Energieversorgung.

Das Buch „Das System Brennstoffzelle“ bietet eine leicht verständliche Einführung in die Brennstoffzellentechnologie und ist angenehm zu lesen. Besonders positiv hervorzuheben sind die ausführlichen Literaturverzeichnisse am Ende jedes Kapitels, die weiterführende Informationen für interessierte Leser bereithalten. Allerdings kommt in meinen Augen der technische Aspekt der Brennstoffzelle etwas zu kurz, da andere Energieträger und Energievisionen stattdessen ausführlich und detailliert behandelt werden. Die historische Darstellung der Energieversorgung der Menschheit ist dabei besonders interessant und informativ. Insgesamt ist das Buch eine solide Wahl für Leser, die sich einen ersten Überblick über Brennstoffzellen und erneuerbare Energien verschaffen möchten.

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Autor(en)

Seit 2019 lehrt und arbeitet Prof. Dr.-Ing. Enno Wagner im Bereich Mechatronische Konstruktion an der Frankfurt University of Applied Sciences, wo er ein Wasserstofflabor betreibt und mit seinen Mitarbeiter:innen an hocheffizienten Elektrolyse- und Brennstoffzellen forscht. Zuvor befasste er sich als Leiter verschiedener Entwicklungsabteilungen mit der Konstruktion von thermodynamischen Geräten und Anlagen für erneuerbare Energien. Prof. Wagner ist Inhaber mehrerer Patente und hat an zahlreichen Veröffentlichungen im internationalen Umfeld mitgewirkt.

Seit 2019 lehrt und arbeitet Prof. Dr.-Ing. Enno Wagner im Bereich Mechatronische Konstruktion an der Frankfurt University of Applied Sciences, wo er ein Wasserstofflabor betreibt und mit seinen Mitarbeiter:innen an hocheffizienten Elektrolyse- und Brennstoffzellen forscht. Zuvor befasste er sich als Leiter verschiedener Entwicklungsabteilungen mit der Konstruktion von thermodynamischen Geräten und Anlagen für erneuerbare Energien. Prof. Wagner ist Inhaber mehrerer Patente und hat an zahlreichen Veröffentlichungen im internationalen Umfeld mitgewirkt.

Rezensionen

"Dieses Buch stellt das System Brennstoffzelle in ganzheitlicher Weise vor. [...] Das Buch wendet sich an Studierende der Mechatronik sowie der Verfahrens- und Energietechnik, ist jedoch gleichermaßen für Praktikerinnen und Praktiker geeignet, die mit der Entwicklung der Wassserstofftechnik betraut sind." VDI energie + umwelt, Mai 2024


"Dieses Buch stellt das System Brennstoffzelle in ganzheitlicher Weise vor. [...] Das Buch wendet sich an Studierende der Mechatronik sowie der Verfahrens- und Energietechnik, ist jedoch gleichermaßen für Praktikerinnen und Praktiker geeignet, die mit der Entwicklung der Wassserstofftechnik betraut sind." VDI energie + umwelt, Mai 2024


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