Icon up Overzicht

Waterstofdrone (Exaktueel)

Onderwerp: Arbeid en energie, (Duurzame) energie

Een opgave van de redactie van Stichting Exaktueel. Op basis van artikelen in de media worden opgaven gemaakt die aansluiten bij het natuurkunde-onderwijs in het voortgezet onderwijs.

Waterstof moet worden geproduceerd door met elektrische energie water te splitsen in waterstof en zuurstof.

a) Leg uit dat waterstof daarom beter te vergelijken is met een accu dan met een brandstof.

Een liter vloeibare waterstof levert bij reactie met zuurstof 2,2 MJ aan energie. Het rendement van een brandstofcel is 60%. Tijdens de vlucht levert de brandstofcel 50% van zijn maximale vermogen aan de motoren.

b) Toon aan dat de drone dan 44 minuten kan vliegen met een tank waterstof.

Op dit moment worden dit soort drones van elektrische energie voorzien door lithium ion (Li ion) accu’s. De energiedichtheid van een Li ion accu is 5,4 ∙ 105 J kg-1.

c) Voer de volgende opdrachten uit:
- Bereken de massa van een Li ion accu waarmee deze drone onder dezelfde omstandigheden even lang van energie kan worden voorzien als een waterstofdrone.  
- Geef een reden waarom de vliegtijd met deze accu in praktijk korter zal zijn.

d) Leg uit waarom deze waterstofdrone een volgende opstap kan zijn naar emissievrij vliegen.