Modell-Zug

Mit einem Modell-Zug, der mit Wasserstoff betrieben wird, haben wir viele Versuche und Experimente durchgeführt. 

Versuch: Wasserstoffbetriebener Modell-Zug 

Unsere Fragestellungen

  • Wie ändert sich das Fahrverhalten des Zuges, wenn er mit Wasserstoff anstelle mit Batterien betrieben wird?
  • Wie lange dauert die Produktion des erforderlichen Wasserstoffes?
  • Wie wirkt sich häufiges Anfahren des Zuges auf den Zugbetrieb aus?

 Unsere Hypothesen / Vermutungen

Bei einer gleichen Spannung sowie einer gleichen Stromstärke sollte der Zug genauso fahren wie mit Batterien. Das Gewicht der Brennstoffzelle ist jedoch zu beachten.

Durch die theoretischen Ausarbeitungen wissen wir bereits, dass die Produktion von Wasserstoff mittels Elektrolyse bei einer effizienten Stromquelle schnell abläuft. Wir gehen von daher bei unserem vorliegenden Elektrolyseur von ca. 1-2 Minuten aus.

Nach unseren Vermutungen benötigt der Zug viel elektrische Energie beim Anfahren. Daher verkürzt sich die Strecke, die er fahren kann.

Geräte

  • Elektrolyseur
  • Brennstoffzelle
  • Wasserabschneider
  • Schlauch (Länge: 30cm; Innendurchmesser: 3mm)
  • Schlauchklemme
  • Verschlussklappe
  • Verbindungskabel
  • Gasspeicher
  • Modell-Zug mit Anschlüssen für Verbindungskabel
  • Zug-Schienen
  • Stoppuhr

Sicherheitsvorkehrungen

  • Schutzbrille
  • Arbeitssicherheit (zusammengebundene Haare, sauberer Arbeitsplatz etc.)

Chemikalien

  • Destilliertes Wasser (entmineralisiert; elektrische Leitfähigkeit < 2 
  • µS/cm)

Beobachtungen

Der Modell-Zug fährt auch wasserstoffbetrieben mit der Brennstoff-Zelle. Dabei stellt jedoch die Brennstoffzelle mit ihrem relativ großem Gewicht eine Herausforderung für den Antrieb des Zuges dar. Die Stromstärke der Brennstoffzelle ist jedoch niedriger als die der Batterien. Daher ist der Zug nicht ganz so schnell. 

Durch das hohe Gewicht des gesamten Zuges mit der Brennstoffzelle ist vor allem das Anfahren eine Schwierigkeit. Häufige Halts sind für den wasserstoffbetriebenen Zug eine Herausforderung. 

Der Gasspeicher des Zuges fasst insgesamt 60 cm3. Für die Herstellung dieser 60cm3 braucht der vorliegende Elektrolyseur (2 Zellen; 17x17 mm2 aktive Fläche je Zelle; Nenn-Leistungsaufnahme ca. 3W) ca. 3,5 Minuten.


Fazit

Im Bereich der Mobilität spielt Wasserstoff eine entscheidende Rolle. Der Modell-Versuch zeigt, dass die Wasserstoff-Technologie als Antriebstechnologie möglich ist, jedoch auch Schwierigkeiten aufweist. Es zeigt sich beispielsweise das Problem, dass der für die Elektrolyse zur Herstellung von Wasserstoff Strom gebraucht wird.

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