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Energiedichte
Energiedichte
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Die Energiedichte ist entweder
- ein Maß für die Energie pro Raumvolumen eines Stoffes (volumetrische Energiedichte, Einheit Joule/m³)
oder
- ein Maß für die Energie pro Masse eines Stoffes (gravimetrische Energiedichte, Einheit Joule/kg).
Die Energiedichte von Brennstoffen nennt man Heizwert, die von Batterien Kapazitaet pro Volumen oder Kapazitaet pro Masse. Beispielsweise beträgt die Energiedichte eines Lithium-Polymer-Akku 140 - 180 Wattstunden pro kg Masse (140 -180 Wh/kg), ein Nickel-Metallhydrid-Akku (NiMH) 80 Wh/kg.
Gewuenscht ist eine hohe Energiedichte, um Transportkosten gering zu halten. Beispielsweise kann ein Modellhubschrauber mit einer Zuladung von 80 Gramm 5 Minuten lang fliegen, wenn er seine Energie aus einem NiMH-Akku bezieht. Mit einem Lithium-Polymer-Akku der gleichen Masse bleibt er doppelt so lange in der Luft.
Beispiele
| Stoff/System |
Energiedichte in MJ/kg |
Bemerkung |
| Geladener Elektrolyt-Kondensator |
0,00005 |
= 50 J/kg |
| Doppelschicht-Kondensator |
0,02 |
|
| Adenosintriphosphat (ATP) |
0,0643 |
Energiespeicher in biologischen Zellen |
| Bleiakkumulator |
0,11 |
|
| Ni-Cd Akku |
0,14 |
|
| NiMH-Akku |
0,22 |
|
| Kohle-Zink Batterie |
0,23 |
|
| Li-Ionen Akku |
0,36 |
|
| Alkali-Mangan-Batterie |
0,45 |
|
| Li-Polymer-Akku |
0,55 |
|
| Brennstoffzelle |
0,75 |
|
| Zink-Luft |
1,2 |
Oxidator ist Luft und bleibt bei der Bezugsmasse unberuecksichtigt |
| Wasserstoff (inkl. Hydridtank) |
ca. 1,19 |
|
| Wasserstoff (ohne Tank) |
119,9 |
|
| Kohle |
30 |
|
| Pflanzenöl |
37 |
|
| Kerosin |
40 |
|
| Dieselkraftstoff |
39,6 - 43,2 |
|
| Benzin |
43 |
|
| Radioisotopengenerator |
ca. 5.000 |
elektrisch (60.000 MJ/kg thermisch) |
| Kernspaltung U-235 |
90.000.000 |
|
| Kernfusion |
300.000.000 |
|
| Umwandlung von Masse in Energie |
90.000.000.000 |
|
1 MJ/kg = 1.000 kJ/kg; 1 MJ = 0,2778 kWh
|
