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Glossar · Speicher

Energiedichte

Die gespeicherte Energie pro Masseeinheit (spezifische Energie, Wh/kg oder MJ/kg) oder pro Volumeneinheit (Wh/L oder MJ/L) eines Brennstoffs oder Speichermediums.

Die Energiedichte gibt es in zwei Formen: gravimetrisch (pro Kilogramm, auch spezifische Energie genannt) und volumetrisch (pro Liter). Beide zählen: Die Masse begrenzt Flugzeuge und Fahrzeuge, das Volumen Handys, Schiffe und Tanks.

1 kWh = 3.6 MJ; 1 MJ/kg = 277.8 Wh/kg
Diesel: etwa 45.6 MJ/kg (12.7 kWh/kg), 38.6 MJ/L (Hu)
Benzin: etwa 43.4 MJ/kg (12.1 kWh/kg), 32 MJ/L (Hu)
Wasserstoff: 120 MJ/kg (33.3 kWh/kg Hu); 8.5 MJ/L flüssig, etwa 4.5–5 MJ/L bei 700 bar
Li-Ionen-Zellen: 0.58–1.08 MJ/kg (160–300 Wh/kg)
Pumpspeicher: etwa 0.27 Wh pro m³ und Meter Fallhöhe

Flüssige Kohlenwasserstoffe speichern pro Kilogramm etwa 40- bis 80-mal so viel Energie wie Lithium-Ionen-Zellen. Darum lassen sich Luft- und Schifffahrt so schwer elektrifizieren. Rechnet man den Umwandlungswirkungsgrad ein, schrumpft der Abstand: Ein Elektroantrieb setzt etwa 85–90 % der Batterieenergie in Bewegung um, ein Verbrennungsmotor 20–35 %.

Die Energiedichte von Brennstoffen wird meist auf den Heizwert bezogen; siehe Heizwert und Brennwert. Brennstoffe vergleichen kannst du mit dem Rechner für den Energiegehalt von Brennstoffen.

Verwandte Begriffe

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  • Heizwert und Brennwert (LHV / HHV)

    Die Wärme, die bei vollständiger Verbrennung einer Brennstoffmenge frei wird; der Brennwert (oberer Heizwert) enthält die Kondensationswärme des Wasserdampfs, der Heizwert (unterer Heizwert) nicht.

  • Lithium-Ionen-Akku

    Ein wiederaufladbarer Akku, in dem Lithium-Ionen zwischen einer Graphitanode und einer Metalloxid- oder Phosphatkathode pendeln; die vorherrschende Technik für E-Autos und Netzspeicher.

  • Kilowattstunde (kWh)

    Energieeinheit, die einer Leistung von einem Kilowatt über eine Stunde entspricht, also 3,6 Megajoule; die übliche Abrechnungseinheit für Strom.

  • Joule (J)

    Die SI-Einheit für Energie, Arbeit und Wärme: die Arbeit einer Kraft von einem Newton über einen Meter oder ein Watt über eine Sekunde.

  • Grüner Wasserstoff

    Wasserstoff, der in einem mit Ökostrom betriebenen Elektrolyseur aus Wasser gewonnen wird, praktisch ohne direkte CO2-Emissionen.

  • LFP (Lithium-Eisenphosphat)

    Eine Kathodenchemie für Lithium-Ionen-Zellen (LiFePO4), geschätzt für Sicherheit, hohe Zyklenfestigkeit und niedrige Kosten, allerdings mit geringerer Energiedichte als nickelbasierte Zellen.