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Energiedichte

Energiedichte

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Die Energiedichte ist entweder

• ein Maß fuer die Energie pro Raumvolumen eines Stoffes (volumetrische Energiedichte, Einheit Joule/m³)

oder

• ein Maß fuer 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 betraegt 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
Pflanzenoel	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