Energiedichte: Unterschied zwischen den Versionen

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{{Infobox Physikalische Größe
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Die '''Energiedichte''' bezeichnet in der Physik die Verteilung von Energie <math>E</math> auf eine bestimmte Größe <math>X</math> und hat folglich immer die Gestalt
Die '''Energiedichte''' <math>w</math> bezeichnet in der Physik die Verteilung von Energie <math>E</math> auf eine bestimmte Größe <math>X</math> und hat folglich immer die Gestalt
:<math>w=\frac{\mathrm dE}{\mathrm dX}.</math>
:<math>w = \frac{\mathrm dE}{\mathrm dX}.</math>
Am häufigsten wird sie verwendet als
Am häufigsten wird sie verwendet als
*volumetrische Energiedichte, ein Maß für die [[Energie]] pro Raum[[volumen]] eines Stoffes (SI-Einheit: Joule pro Kubikmeter)
* ''volumetrische Energiedichte'', ein Maß für die [[Energie]] pro Raum[[volumen]] eines Stoffes (SI-Einheit: Joule pro Kubikmeter)
*gravimetrische Energiedichte oder spezifische Energie, ein Maß für die [[Energie]] pro [[Masse (Physik)|Masse]] eines Stoffes (SI-Einheit: Joule pro Kilogramm).
* ''gravimetrische Energiedichte'' oder ''spezifische Energie'', ein Maß für die [[Energie]] pro [[Masse (Physik)|Masse]] eines Stoffes (SI-Einheit: Joule pro Kilogramm).
Doch letztlich kann man zu jeder physikalischen Größe eine entsprechende Energiedichte definieren. Nach [[DIN&nbsp;5485]] ist der Ausdruck ''Energiedichte'' der ''[[Dimension (Größensystem)|dimensionalen]]'', insbesondere ''volumetrischen'' Angabe vorbehalten, die ''spezifische Energie'' speziell massenbezogen; siehe hierzu „[[Energie]]“ und „[[Bezogene Größe]]“.
Doch letztlich kann man zu jeder physikalischen Größe eine entsprechende Energiedichte definieren. Nach [[DIN&nbsp;5485]] ist der Ausdruck ''Energiedichte'' der ''[[Dimension (Größensystem)|dimensionalen]]'', insbesondere ''volumetrischen'' Angabe vorbehalten, die ''spezifische Energie'' speziell massenbezogen; siehe hierzu „[[Energie]]“ und „[[Bezogene Größe]]“.


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=== Energie des Magnetfeldes einer Spule ===
=== Energie des Magnetfeldes einer Spule ===
Für die Energie <math>W</math> des Magnetfeldes einer [[Spule (Elektrotechnik)|Spule]] mit dem Betrag der [[magnetische Flussdichte|magnetischen Flussdichte]] <math>B</math>, der Querschnittsfläche <math>A</math>, der Länge <math>l</math>, der Anzahl <math>n</math> der Windungen, der Stromstärke <math>I</math> und der [[magnetische Feldkonstante|magnetischen Feldkonstanten]] <math>\mu_0</math> ergibt sich zunächst
Für die Energie <math>W</math> des Magnetfeldes einer [[Spule (Elektrotechnik)|Spule]] mit dem Betrag der [[magnetische Flussdichte|magnetischen Flussdichte]] <math>B</math>, der Querschnittsfläche <math>A</math>, der Länge <math>l</math>, der Anzahl <math>n</math> der Windungen, der Stromstärke <math>I</math>, der [[magnetische Feldkonstante|magnetischen Feldkonstanten]] <math>\mu_0</math> sowie der [[Magnetische Permeabilität|relativen Permeabilität]] <math>\mu_r</math> ergibt sich zunächst
:<math>W = \frac {B^2}{2 \cdot \mu_0} \cdot A \cdot l = \frac {(n \cdot I)^2}{2} \cdot \mu_0 \cdot A \cdot l</math>
:<math>W = \frac {B^2}{2 \cdot \mu_0\cdot\mu_r} \cdot A \cdot l = \frac {(n \cdot I)^2}{2} \cdot \mu_0\cdot\mu_r \cdot\frac{A}{l} </math>
und dann weiter
und dann weiter
:<math>w_B = \frac {B^2}{2 \cdot \mu_0} = \frac {(n \cdot I)^2}{2} \cdot \mu_0</math>
:<math>w_B = \frac {B^2}{2 \cdot \mu_0\cdot\mu_r} = \frac {(n \cdot I)^2}{2} \cdot \mu_0\cdot\mu_r</math>
für die Energiedichte <math>w_B</math> der Flussdichte <math>B</math>.<ref>{{Internetquelle | url=http://wwwex.physik.uni-ulm.de/lehre/gk3b-2002-2003/node32.html | titel=Energie des Magnetfeldes | autor=Othmar Marti | hrsg=Experimentelle Physik, Universität Ulm | datum=2003-01-23 | zugriff=2014-11-23 | kommentar=Vorlesungs-Folien }}</ref>
für die Energiedichte <math>w_B</math> der Flussdichte <math>B</math>.<ref>{{Internetquelle | url=http://wwwex.physik.uni-ulm.de/lehre/gk3b-2002-2003/node32.html | titel=Energie des Magnetfeldes | autor=Othmar Marti | hrsg=Experimentelle Physik, Universität Ulm | datum=2003-01-23 | abruf=2014-11-23 | kommentar=Vorlesungs-Folien }}</ref>


== Energiedichte von Energiespeichern und Primärenergieträgern ==
== Energiedichte von Energiespeichern und Primärenergieträgern ==
[[Datei:Energy density DE.svg|thumb|Energiedichten ausgewählter Energiespeicher]]
[[Datei:Energy density DE.svg|mini|Energiedichten ausgewählter Energiespeicher]]
Die Energiedichte von [[Brennstoff]]en nennt man [[Brennwert]] bzw. [[Heizwert]],<ref name="UM-BW" /> die von [[Batterie (Elektrotechnik)|Batterie]]n ''[[Elektrische Kapazität|Kapazität]] pro Volumen'' oder ''Kapazität pro Masse.'' Beispielsweise beträgt die Energiedichte eines [[Lithium-Polymer-Akku]]s 140–180&nbsp;Wattstunden pro kg Masse (140–180&nbsp;Wh/kg) und die eines ''[[Nickel-Metallhydrid-Akku]]s'' (NiMH) 80&nbsp;Wh/kg. Im [[Energiespeicher#Speichern elektrischer Energie|Vergleich]] mit anderen Arten der elektrischen Energiespeicherung schneidet der Akkumulator recht günstig ab.
Die Energiedichte von [[Brennstoff]]en nennt man [[Brennwert]] bzw. [[Heizwert]],<ref name="UM-BW" /> die von [[Batterie (Elektrotechnik)|Batterie]]n ''[[Elektrische Kapazität|Kapazität]] pro Volumen'' oder ''Kapazität pro Masse.'' Beispielsweise beträgt die Energiedichte eines [[Lithium-Polymer-Akku]]s 140–180&nbsp;Wattstunden pro kg Masse (140–180&nbsp;Wh/kg) und die eines ''[[Nickel-Metallhydrid-Akku]]s'' (NiMH) 80&nbsp;Wh/kg. Im [[Energiespeicher#Speichern elektrischer Energie|Vergleich]] mit anderen Arten der elektrischen Energiespeicherung schneidet der Akkumulator recht günstig ab.


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  | [[Elektrolytkondensator]] || 0,000 4 || || Bereich: 0,01–0,1 Wh/kg, also 0,04–0,4 kJ/kg || el || <ref name="Datacom" />
  | [[Elektrolytkondensator]] || 0,000 4 || || Bereich: 0,01–0,1 Wh/kg, also 0,04–0,4 kJ/kg || el || <ref name="Datacom" />
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  | [[Doppelschicht-Kondensator]] || 0,01 || || Bereich: 0,1–3 Wh/kg, also 0,4–10 kJ/kg || el || <ref name="Datacom" />
  | [[Doppelschicht-Kondensator]] || 0,01 || || Bereich: 0,1–3 Wh/kg, also 0,4–10 kJ/kg ([https://en.wikipedia.org/wiki/Supercapacitor#/media/File:Supercapacitors-vs-batteries-chart.png Super Cap]) || el || <ref name="Datacom" />
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| [[Bleiakkumulator]] || 0,11 ||0,25 || a) Bereich: 3–30 Wh/kg, also 10–110 kJ/kg b) 30–40 Wh/kg
Energiedichte (MJ/l) Starterbatterie<ref>{{Literatur |Titel=kfz.net - Autobatterie Größen |Datum=2018-10-09 |Online=https://www.kfz.net/zubehoer/autobatterie/ |Abruf=2019-02-25}}</ref> ||chem|| a) <ref name="Datacom" /> b) <ref name="ABC" />
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  | [[Bleiakkumulator]] || 0,11 || || a) Bereich: 3–30 Wh/kg, also 10–110 kJ/kg<br />b) 30–40 Wh/kg ||chem|| a) <ref name="Datacom" /><br />b) <ref name="ABC" />
  | [[Adenosintriphosphat]] (ATP) || 0,128 || || = 64,6 kJ/mol (bei Spaltung beider Bindungen) bei 0,507 kg/mol || chem ||
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  | [[Adenosintriphosphat]] (ATP) || 0,128 || || = 64,6 kJ/mol (bei Spaltung beider Bindungen) bei 0,507 kg/mol || chem || siehe [[Adenosintriphosphat]]
  | [[Schwungradspeicherung]] mit [[Kohlenstofffaserverstärkter Kunststoff|CFK]] || 0,18 || || 49 Wh/kg ||mech|| <ref name="Schwungrad" />
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  | [[Nickel-Cadmium-Akkumulator|NiCd-Akku]] || 0,14 || || a) 40 Wh/kg<br />b) Bereich: 4–70 Wh/kg, also 15–250 kJ/kg<br />c) 40–70 Wh/kg ||chem|| a) <ref name="ETH" /><br />b) <ref name="Datacom" /><br />c) <ref name="ABC" />
  | [[Zink-Braunstein-Zelle|Kohle-Zink-Batterie]] || 0,23 || 0,54 || 65 Wh/kg, also 230 kJ/kg ||chem|| <ref name="ETH" />
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  | [[Schwungradspeicherung]] mit [[Kohlenstofffaserverstärkter Kunststoff|CFK]] || 0,18 || || 49 Wh/kg ||mech|| <ref name="Schwungrad" />
  | [[Nickel-Cadmium-Akkumulator|NiCd-Akku]] || 0,25 || || a) 40 Wh/kg b) Bereich: 4–70 Wh/kg, also 15–250 kJ/kg ||chem|| a) <ref name="ETH" /> b) <ref name="Datacom" /> c) <ref name="ABC" />
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  | [[Zink-Braunstein-Zelle|Kohle-Zink-Batterie]] || 0,23 || || 65 Wh/kg, also 230 kJ/kg ||chem|| <ref name="ETH" />
  | [[Silberoxid-Zink-Batterie|Silberoxid-Zink-Zelle (Silberoxid-Zelle)]] || 0,27 || 0,98 || 272 Wh/l, also 979,2 kJ/l ||chem|| <ref name="ZP_XR41">[https://zpowerhearing.com/wp-content/uploads/2017/06/4_Rev_B_ZPower_Data_Sheets_XR41-312_32.pdf ZPower Size 312 Rechargeable Battery (XR41)] (Datenblatt)</ref>
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  | [[Nickel-Metallhydrid-Akkumulator|NiMH-Akku]] || 0,28 || || a) 2.300 mAh · 1,0 V / 30 g =76,7 Wh/kg<br />b) 60 Wh/kg<br />c) Bereich: 15–120 Wh/kg, also 50–400 kJ/kg<br />d) 60–80 Wh/kg ||chem|| a) <ref name="EnergizerNiMH" /><br />b) <ref name="ETH" /><br />c) <ref name="Datacom" /><br />d) <ref name="ABC" />
  | [[Nickel-Metallhydrid-Akkumulator|NiMH-Akku]] || 0,28 || || a) 2.300 mAh · 1,0 V / 30 g =76,7 Wh/kg b) 60 Wh/kg c) Bereich: 15–120 Wh/kg, also 50–400 kJ/kg d) 60–80 Wh/kg ||chem|| a) <ref name="EnergizerNiMH" /> b) <ref name="ETH" /> c) <ref name="Datacom" /> d) <ref name="ABC" />
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  | [[Lithium-Titanat-Akkumulator|Li-Titanat-Akku]] || 0,32 || || 90 Wh/kg, also 0,32 MJ/kg ||chem|| <ref name="CARMEN" />
  | [[Lithium-Titanat-Akkumulator|Li-Titanat-Akku]] || 0,32 || || 90 Wh/kg, also 0,32 MJ/kg ||chem|| <ref name="CARMEN" />
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  | [[Zebra-Batterie]] || 0,43 || || Bereich: 100–120 Wh/kg, also 0,36–0,43 MJ/kg ||chem|| <ref name="heise" />, (<ref name="ABC" /> allerdings mit unklarer Einheit)
| [[Eigenschaften des Wassers|Schmelzenergie Eis]] || 0,33 || || bei 1013,2 hPa und 0 °C ||Phasen-<br />übergang|| <ref name="Atkins" />
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| [[Nickel-Zink-Akkumulator]] || 0,43 || || Bereich: 65–120 Wh/kg, also 0,23–0,43 MJ/kg ||chem||<ref>{{Internetquelle |autor=Mathias Bloch |url=https://www.elektroniknet.de/power/energiespeicher/der-nickel-zink-akku.97943.2.html |titel=Neue Energiespeicher: Der Nickel-Zink-Akku |werk=elektroniknet.de |datum=2013-05-28 |abruf=2021-04-23 |sprache=de}}</ref>
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  | [[Zebra-Batterie]] (Natrium-Nickelchlorid) || 0,43 || || Bereich: 100–120 Wh/kg, also 0,36–0,43 MJ/kg ||chem|| <ref name="heise" />, <ref name="ABC" /> unklare Einheit
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  | [[Alkali-Mangan-Batterie]] || 0,45 || || 125 Wh/kg, also 450 kJ/kg ||chem|| <ref name="ETH" />
  | [[Alkali-Mangan-Batterie]] || 0,45 || 1,26 || 125 Wh/kg, also 450 kJ/kg ||chem|| <ref name="ETH" />
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  | [[Druckluft]] || 0,46 || 0,14 || a) 138 · 10<sup>6</sup> Ws/m<sup>3</sup> bei 300 kg/m<sup>3</sup><br />b) allerdings ist die gravimetrische Energiedichte um bis zu einen Faktor 10 geringer, wenn der Druckbehälter mitberücksichtigt wird|| mech || a) <ref name="BOPB" /><br />b) ohne Ref.
  | [[Druckluft]] (ohne Tank) || 0,46 || 0,14 || a) 138 · 10<sup>6</sup> Ws/m<sup>3</sup> bei 300 kg/m<sup>3</sup> b) Mit Druckbehälter ist die Energiedichte bis 10 Mal geringer || mech || a) <ref name="BOPB" />b) ohne Ref.
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  | [[Li-Polymer-Akku]] || 0,54 || || a) 150 Wh/kg, also 540 kJ/kg<br />b) 130–200 Wh/kg ||chem|| a) <ref name="ETH" /> <ref name="Datacom" /><br />b) <ref name="ABC" />
  | [[Li-Polymer-Akku]] || 0,54 || || a) 150 Wh/kg, also 540 kJ/kg b) 130–200 Wh/kg ||chem|| a) <ref name="ETH" /> <ref name="Datacom" /> b) <ref name="ABC" />
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| [[Lithium-Ionen-Akkumulator|Li-Ionen-Akku]] || 0,65 || || a) 180 Wh/kg<br />b) 100 Wh/kg<br />c) Bereich: 40–200 Wh/kg, also 150–700 kJ/kg<br />d) >160 Wh/kg ||chem|| a) <ref name="EK-Li" /><br />b) <ref name="ETH" /><br />c) <ref name="Datacom" /><br />d) <ref name="ABC" />
| [[Natrium-Schwefel-Akkumulator]] || 0,45 || ||a) 200 Wh/kg b) 100 – 120 Wh/kg c) theoretisch bis 750 Wh/kg ||chem ||a) <ref>{{Internetquelle |autor=Bernard Austin Partridge, Thomas Rhys Jenkins, Michael McGuire |url=https://worldwide.espacenet.com/patent/search/family/009975204/publication/US3982959A?q=pn%3DUS3982959 |titel=Sodium-sulphur battery cells. |werk=Patent US3982959 |datum=1976-09-28 |sprache=en |abruf=}}</ref> b) <ref name=":1">{{Internetquelle |autor=Batterieforum Deutschland |url=https://www.batterieforum-deutschland.de/infoportal/lexikon/natrium-schwefel-thermalbatterie/ |titel=Natrium-Schwefel-Thermalbatterie - Batterieforum Deutschland |sprache=de-DE |abruf=2021-09-15}}</ref> c) <ref name=":1" />
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| [[Lithium-Ionen-Akkumulator|Li-Ionen-Akku]] || 0,65 ||0,7–1,8<!--siehe [[Lithium-Ionen-Akkumulator]]--> || a) 180 Wh/kg b) 100 Wh/kg c) Bereich: 40–200 Wh/kg, also 150–700 kJ/kg d) >160 Wh/kg ||chem|| a) <ref name="EK-Li" /> b) <ref name="ETH" /> c) <ref name="Datacom" /> d) <ref name="ABC" />
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  | [[Wasserstoff]] (inkl. [[Metallhydridspeicher|Hydridtank]]) || 1,19 || || ||chem, O|| <!-- missing -->
  | [[Wasserstoff]] (inkl. [[Metallhydridspeicher|Hydridtank]]) || 1,19 || || ||chem, O|| <!-- missing -->
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  | [[Zink-Luft-Batterie]] || 1,2 || || a) 340 Wh/kg, also 1 200 kJ/kg<br />b) dreimal so groß wie herkömmliche Li-Batterie ||chem, O|| a) <ref name="ETH" /><br />b) <ref name="ABC" />
  | [[Zink-Luft-Batterie]] || 1,2 || || a) 340 Wh/kg, also 1 200 kJ/kg b) dreimal so groß wie Li-Batterie ||chem, O|| a) <ref name="ETH" /> b) <ref name="ABC" />
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  | [[Lithium-Schwefel-Akkumulator]] || 1,26 || || 350 Wh/kg ||chem|| <ref name="SionPower" />
  | [[Lithium-Luft-Akkumulator]] || 1,6 || || a) > 450 Wh/kg b) sollte 1 000 Wh/kg erreichen c) > 400 Wh/kg ||chem, O|| a) <ref name="ABC" />b) <ref name="Visco" /> c) <ref name="efahrer" />
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| [[Lithium-Luft-Akkumulator]] || 1,6 || || a) > 450 Wh/kg<br />b) sollte 1 000 Wh/kg erreichen ||chem, O|| a) <ref name="ABC" /><br />b) <ref name="Visco" />
  | [[Verdampfungswärme#Kondensationswärme|Kondensationswärme]] des [[Wasser]]s || 2,26 || || bei 1013,2 hPa und 100 °C. 40,7 kJ/mol || Phasen-<br />übergang || <ref name="Atkins" />
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  | [[Verdampfungswärme#Kondensationswärme|Kondensationswärme]] des [[Wasser]]s || 2,26 || || bei 1013,2 hPa und 100 °C. 40,7 kJ/mol || Phasenübergang || <ref name="Atkins" />
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  | [[Lithium-Thionylchlorid-Batterie]] || 2,34 || || 650 Wh/kg ||chem|| <ref name="Tadiran" />
  | [[Lithium-Thionylchlorid-Batterie]] || 2,34 || || 650 Wh/kg ||chem|| <ref name="Tadiran" />
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  | [[Thermit]] || 4,0 || 18,4 || || chem || (<ref name="Thermit" /> ?)
  | [[Thermit]] || 4,0 || 18,4 || Hochtemperatur-Anwendungen || chem || (<ref name="Thermit" /> ?)
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  | [[Trinitrotoluol]] (TNT) || 4,6 || 6,92 || 1.046 kJ/mol / (227 g/mol). Oxidator ist im Molekül enthalten. Anmerkung: für das TNT-Äquivalent wird davon abweichend mit einer Energiedichte von 4,18&nbsp;MJ/kg&nbsp;=&nbsp;1,0&nbsp;Mcal/kg gerechnet. || chem || siehe [[TNT-Äquivalent]]
  | [[Trinitrotoluol]] (TNT) || 4,6 || 6,92 || 1.046 kJ/mol / (227 g/mol). Oxidator ist im Molekül enthalten. || chem || [[TNT-Äquivalent]]
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  | [[Aluminium-Luft-Batterie]] || 4,7 || || a) 1 300 Wh/kg, also 4 700 kJ/kg<br />b) Zukünftiges Ziel: 8 000 Wh/kg = 28 MJ/kg ||chem, O|| a) <ref name="AlAir" /><br />b) <ref name="Emo" />
  | [[Aluminium-Luft-Batterie]] || 4,7 || || a) 1 300 Wh/kg, also 4 700 kJ/kg b) Zukünftiges Ziel: 8 000 Wh/kg = 28 MJ/kg ||chem, O|| a) <ref name="AlAir" /> b) <ref name="Emo" />
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  | stärkste [[Sprengstoff]]e || 7 || || Oxidator ist im Molekül enthalten. || || siehe [[Sprengstoff]]
  | stärkste [[Sprengstoff]]e || 7 || || Oxidator ist im Molekül enthalten. || || siehe [[Sprengstoff]]
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  | [[Restmüll]] (feucht) || 11 || || Bereich 8–11 MJ/kg || O, Hw || <ref name="Steiermark" />
  | [[Restmüll]] || 8–11 || ||  || O, Hw || <ref name="Steiermark" />
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| [[Braunkohle]] || 11,3 || || a) Bereich 8,4–11,3 MJ/kg b) 9,1 MJ/kg || O, Hw || a) <ref name="Steiermark" /> b) <ref name="AG Energiebilanzen" />
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| [[Braunkohle]] || 11,3 || || a) Bereich 8,4–11,3 MJ/kg<br />b) 9,1 MJ/kg || O, Hw || a) <ref name="Steiermark" /><br />b) <ref name="AG Energiebilanzen" />
|Wasserstoff (flüssig, gebunden an [[Flüssige organische Wasserstoffträger|LOHC]]) || 13,2 ||10,4 || Heizwert ohne [[Flüssige organische Wasserstoffträger|Trägerstoff]] ([[Methanol]]). Auf Basis der maximalen Beladung von 0,11 kg<sub>H2</sub> / kg<sub>Methanol</sub>. || O, Hw ||<ref>{{Literatur |Autor=M. Niermann, S. Drünert, M. Kaltschmitt, K. Bonhoff |Titel=Liquid organic hydrogen carriers (LOHCs) – techno-economic analysis of LOHCs in a defined process chain |Sammelwerk=Energy & Environmental Science |Band=12 |Nummer=1 |Datum=2019 |ISSN=1754-5692 |DOI=10.1039/C8EE02700E |Seiten=300 |Online=http://xlink.rsc.org/?DOI=C8EE02700E |Abruf=2019-05-29}}</ref>
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  | [[Holz]] (lufttrocken) || 16,8 || || a) Bereich 14,6–16,8 MJ/kg<br />b) 14,7 MJ/kg || O, Hw || a) <ref name="Steiermark" /><br />b) <ref name="UM-BW" />
  | [[Zucker]] || 16,7 || || || O || <ref>[https://www.bmi-rechner.net/kalorien-naehrwerte/kalorien-weisser-brauner-zucker.htm BMI-Rechner.net]</ref>
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  | [[Klärschlamm]] || 17 || || Bereich 11–17 MJ/kg für Trockensubstanz (ausgefault unterer Wert, nicht ausgefault oberer) || O, Hw || <ref name="Steiermark" />
  | [[Holz]] (lufttrocken) || 16,8 || || a) Bereich 14,6–16,8 MJ/kg b) 14,7 MJ/kg || O, Hw || a) <ref name="Steiermark" /> b) <ref name="UM-BW" />
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|-
  | [[Stroh]] || 17 || || || O, Hw || <ref name="ÖNORM" />
  | [[Stroh]] und [[Klärschlamm]] (trocken) || 17 || || ausgefaulter Klärschlamm hat etwa 11 MJ/kg || O, Hw || <ref name="Steiermark" /><ref name="ÖNORM" />
|-
|-
  | [[Holzpellet]]s und [[Holzbrikett]]s || 18 || || || O, Hw || <ref name="ÖNORM" />
  | [[Holzpellet]]s und [[Holzbrikett]]s || 18 || || || O, Hw || <ref name="ÖNORM" />
|-
|-
  | [[Braunkohle]] (Brikett) || 19,6 || || || O, Hw || <ref name="AG Energiebilanzen" />
  | [[Braunkohle]] (Brikett) || 19,6 || || || O, Hw || <ref name="AG Energiebilanzen" />
|-
| [[Methanol]] || 19,7 || 15,6 || || O, Hw ||
|-
| [[Ammoniak]] (flüssig) || 22,5 || 15,3 || −33 °C oder 9 bar || O, Hw ||
|-
| [[Ethanol]] || 26,7 || 21,1 || || O, Hw ||
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|-
  | [[Altreifen]] || 29,5 || || || O, Hw || <ref name="Steiermark" />
  | [[Altreifen]] || 29,5 || || || O, Hw || <ref name="Steiermark" />
Zeile 166: Zeile 181:
  | [[Kohlenstoff]] || 32,8 || 74,2 || || O || <ref name="Si" />
  | [[Kohlenstoff]] || 32,8 || 74,2 || || O || <ref name="Si" />
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  | [[Steinkohle]] || 34 || || a) Bereich 27–34 MJ/kg<br />b) 29,3 MJ/kg<br />c) 30 MJ/kg, Koks 28,7 MJ/kg, Briketts 31,4&nbsp;MJ/kg || O, Hw || a) <ref name="Steiermark" /><br />b) <ref name="DWV" /><br />c) <ref name="AG Energiebilanzen" />
  | [[Steinkohle]] || 34 || || a) Bereich 27–34 MJ/kg b) 29,3 MJ/kg c) 30 MJ/kg, Koks 28,7 MJ/kg, Briketts 31,4&nbsp;MJ/kg || O, Hw || a) <ref name="Steiermark" /> b) <ref name="DWV" /> c) <ref name="AG Energiebilanzen" />
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| [[Erdöl|Rohöl]], [[Ottokraftstoff]], [[Dieselkraftstoff|Diesel]] || 41,9 || ||Schweröl, Bunkeröl, Rückstandsöl hat ca. 40 MJ/kg || O, Hw || <ref name="DWV" />
|[[Motorenbenzin|Benzin]] und [[Erdöl|Rohöl]]||40–42||29–32||Schweröl, Bunkeröl, Rückstandsöl hat ca. 40 MJ/kg||O, Hw||<ref>{{Literatur |Autor=Matthias Kramer |Titel=Integratives Umweltmanagement: Systemorientierte Zusammenhänge Zwischen … |Verlag=Springer |Datum=2010 |ISBN=3-8349-8602-X |Seiten=534 |Online={{Google Buch|BuchID=WFFwBYMzPpIC|Seite=534}}}}</ref><ref name="DWV" />
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| [[Heizöl]], leicht || 42,8 || || || O, Hw || <ref name="Steiermark" /> <ref name="AG Energiebilanzen" />
|[[Dieselkraftstoff|Diesel]] und [[Heizöl]] leicht|| 42,8–43 ||35–36|| ||O, Hw||<ref>{{Literatur |Autor=Erich Hahne |Titel=Technische Thermodynamik: Einführung und Anwendung |Verlag=Oldenbourg Verlag |Datum=2010 |ISBN=3-486-59231-9 |Seiten=406, 408 |Online={{Google Buch|BuchID=zhn_TeD6ShQC|Seite=406}}}}</ref><ref name="Steiermark" /><ref name="AG Energiebilanzen" />
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  | [[Methan]] (Hauptbestandteil von [[Erdgas]]) || 50 || 0,0317 || a) 50 MJ/kg<br />b) 55,5 MJ/kg<br />c) 31,7 MJ/m<sup>3</sup> || O, Hw || a) <ref name="Steiermark" /><br />b) <ref name="DWV" /><br />c) <ref name="UM-BW" />
| [[Propan]] (flüssig) ||46,3||23,4|| −42,1 °C oder 8,36 bar || O, Hw ||<ref name=":0">{{Internetquelle |url=https://www.propan.ch/de/fluessiggas/eigenschaften |titel=Eigenschaften von Flüssiggas | abruf=2019-03-11 }}</ref>
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  | [[Methan]] (Hauptbestandteil von [[Erdgas]]) || 50 || 0,0317 || a) 50 MJ/kg / 35,9 MJ/m<sup>3</sup> b) 55,5 MJ/kg / 39,8 MJ/m<sup>3</sup> c) 31,7 MJ/m<sup>3</sup> || O, Hw || a) <ref name="Steiermark" /> b) <ref name="DWV" /> c) <ref name="UM-BW" />
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  | [[Wasserstoff]] 1 Bar (ohne Tank) || 120 || 0,01079 || || O || <ref name="DWV" />, (<ref name="Schlapbach" /> ?)
  | [[Wasserstoff]] 1 Bar (ohne Tank) || 120 || 0,01079 || || O || <ref name="DWV" />, (<ref name="Schlapbach" /> ?)
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  | Atomarer Wasserstoff || 216 || || spontane Reaktion zu molekularem Wasserstoff ||chem||
  | Atomarer Wasserstoff || 216 || || spontane Reaktion zu molekularem Wasserstoff ||chem||
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  | [[Radioisotopengenerator]] || 5.000 || || elektrisch (60.000 MJ/kg thermisch) || nukl. ||
  | [[Radioisotopengenerator]] || {{ZahlExpZelle|5|3}} || || elektrisch (60.000 MJ/kg thermisch) || nukl. ||
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  | [[Kernspaltung]] [[Natururan]] (0,72 % <sup>235</sup>U) || 648.000 || || entspricht 7,5 GWd/t SM || nukl. ||
  | [[Kernspaltung]] [[Natururan]] (0,72 % <sup>235</sup>U) || {{ZahlExpZelle|6.48|5}} || || entspricht 7,5 GWd/t SM || nukl. ||
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  | [[Abbrand (Kerntechnik)]] || 3.801.600 || || Wert gemäß dem durchschnittlichen Abbrand von heute ca. 40&nbsp;GWd/t. Spaltmaterial bis zu 500&nbsp;[[Abbrand (Kerntechnik)|GWd/t SM]] entspricht 43.200.000&nbsp;MJ/kg. || nukl. || <ref name="NRC" />
  | [[Abbrand (Kerntechnik)]] || {{ZahlExpZelle|3.802|6}} || || Wert gemäß dem durchschnittlichen Abbrand von heute ca. 40&nbsp;GWd/t. Spaltmaterial bis zu 500&nbsp;[[Abbrand (Kerntechnik)|GWd/t SM]] entspricht 43.200.000&nbsp;MJ/kg. || nukl. || <ref name="NRC" />
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| [[Betastrahlung#Zerfall_des_freien_Neutrons|Zerfall des freien Neutrons]] || 74.600.000 || || 780 keV (1,250&nbsp;·&nbsp;10<sup>−13</sup> J) pro Neutron (1,674&nbsp;·&nbsp;10<sup>−27</sup>&nbsp;kg) || nukl. ||
| [[Betastrahlung#Zerfall des freien Neutrons|Zerfall des freien Neutrons]] || {{ZahlExpZelle|7.46|7}} || || 780 keV (1,250&nbsp;·&nbsp;10<sup>−13</sup> J) pro Neutron (1,674&nbsp;·&nbsp;10<sup>−27</sup>&nbsp;kg) || nukl. ||
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  | [[Kernspaltung]] [[Uran|<sup>235</sup>U]] || 79.390.000 || 1.500.000.000 || entspricht 1.042 GWd/t SM<!-- =&nbsp;22 kt TNT per kg 500.000 MJ/kg (= 500 GJ/kg) --> || nukl. || <ref name="Whatisnuclear" />
  | [[Kernspaltung]] [[Uran|<sup>235</sup>U]] || {{ZahlExpZelle|7.939|7}} || {{ZahlExpZelle|1.5|9}} || entspricht 1.042 GWd/t SM<!-- =&nbsp;22 kt TNT per kg 500.000 MJ/kg (= 500 GJ/kg) --> || nukl. || <ref name="Whatisnuclear" />
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  | [[Kernspaltung]] [[Thorium|<sup>232</sup>Th]] || 79.420.000 || 929.214.000 || || nukl. || <ref name="Whatisnuclear" />
  | [[Kernspaltung]] [[Thorium|<sup>232</sup>Th]] || {{ZahlExpZelle|7.942|7}} || {{ZahlExpZelle|9.292|8}} || || nukl. || <ref name="Whatisnuclear" />
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  | [[Kernfusion]] (Kernwaffe, Kernfusionsreaktor) || 300.000.000 || || entspricht 3.472 GWd/t SM<!-- = 70 kt TNT per kg 50 · 10^6 MJ/kg (= 50.000 GJ/kg) --> || nukl. ||
  | [[Kernfusion]] (Kernwaffe, Kernfusionsreaktor) || {{ZahlExpZelle|3|8}} || || entspricht 3.472 GWd/t SM<!-- = 70 kt TNT per kg 50 · 10^6 MJ/kg (= 50.000 GJ/kg) --> || nukl. ||
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  | [[Proton-Proton-Reaktion]] || 627.000.000 || || Wichtigste Fusionsreaktion in der [[Sonne]]; entspricht 7.256&nbsp;GWd/t SM || nukl. ||
  | [[Proton-Proton-Reaktion]] || {{ZahlExpZelle|6.27|8}} || || Wichtigste Fusionsreaktion in der [[Sonne]]; entspricht 7.256&nbsp;GWd/t SM || nukl. ||
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  | [[Äquivalenz von Masse und Energie|vollständige Umwandlung von Masse in Energie]] || 89.875.000.000 <!-- c² --> || || maximal mögliche Energiedichte; entspricht 1.042.000 GWd/t SM<!-- = 21 Mt TNT per kg --> || nukl. || [[Spezielle Relativitätstheorie|E=mc²]]
  | [[Äquivalenz von Masse und Energie|vollständige Umwandlung von Masse in Energie]] || {{ZahlExpZelle|8.98|10}} <!-- c² --> || || maximal mögliche Energiedichte; entspricht 1.042.000 GWd/t SM<!-- = 21 Mt TNT per kg --> || nukl. || [[Spezielle Relativitätstheorie|E = mc²]]
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* mag: magnetische Energie
* mag: magnetische Energie
* el: elektrische Energie
* el: elektrische Energie
* chem: Reaktionsenthalpie
* chem: [[Reaktionsenthalpie]]
* mech: bei mechanischer Umwandlung
* mech: bei mechanischer Umwandlung
* nukl: Umwandlung von Atomkernen oder Elementarteilchen
* nukl: Umwandlung von Atomkernen oder Elementarteilchen
* Hw: Heizwert
* Hw: [[Heizwert]]
* GWd/t SM: Gigawatt-Tage pro Tonne [[Schwermetalle|Schwermetall]]
* O = Oxidator ist Luft und bleibt bei der Bezugsmasse unberücksichtigt.
* O = Oxidator ist Luft und bleibt bei der Bezugsmasse unberücksichtigt.


1 J = 1 [[Watt (Einheit)|W]][[Sekunde|s]]; 1 MJ = 0,2778 [[kWh]]; 1 kWh = 3,6 [[Größenordnung_(Energie)#Megajoule – MJ|MJ]]; 1 [[Milliarde#Vorsätze_für_Maßeinheiten|G]]<nowiki />W[[Tag#Tag_als_Zeitmaß|d]] = 24 GWh = 86,4 [[Billion|T]]<nowiki />J
1&nbsp;J = 1&nbsp;[[Watt (Einheit)|W]][[Sekunde|s]]; 1&nbsp;MJ = 0,2778&nbsp;[[kWh]]; 1&nbsp;kWh = 3,6&nbsp;[[Größenordnung (Energie)#Megajoule – MJ|MJ]]; 1&nbsp;[[Milliarde#Vorsätze für Maßeinheiten|G]]<nowiki />W[[Tag#Tag als Zeitmaß|d]] = 24&nbsp;GWh = 86,4&nbsp;[[Billion|T]]<nowiki />J


== Weitere Energiedichten ==
== Weitere Energiedichten ==
*''Mechanische Energiedichte:'' Die elastische Energie, die in einem bestimmten Volumen eines Materials gespeichert ist, wird als mechanische Energiedichte bezeichnet (Formelzeichen meist <math>U</math>) und in mechanischen Tests (z.&nbsp;B. in einem [[Zugversuch]]) über <math>U=\int\sigma\cdot \mathrm d\epsilon</math> ermittelt, wobei <math>\sigma</math> die [[mechanische Spannung]] beschreibt und <math>\epsilon</math> die [[Dehnung]]. Die mechanische Energiedichte bei Werkstoffversagen dient als einfach zu messender Parameter für die [[Zähigkeit]] eines Materials, korreliert aber nicht immer mit der bruchmechanisch gemessenen [[Bruchzähigkeit]].
* ''Mechanische Energiedichte:'' Die elastische Energie, die in einem bestimmten Volumen eines Materials gespeichert ist, wird als mechanische Energiedichte bezeichnet (Formelzeichen meist <math>U</math>) und in mechanischen Tests (z.&nbsp;B. in einem [[Zugversuch]]) über <math>\textstyle U=\int\sigma\cdot \mathrm d\epsilon</math> ermittelt, wobei <math>\sigma</math> die [[mechanische Spannung]] und <math>\epsilon</math> die [[Dehnung]] ist. Die mechanische Energiedichte bei Werkstoffversagen dient als einfach zu messender Parameter für die [[Zähigkeit]] eines Materials, korreliert aber nicht immer mit der bruchmechanisch gemessenen [[Bruchzähigkeit]].
*''Spektrale Energiedichte:'' <math>\epsilon_\nu=\tfrac{\mathrm d E}{\mathrm d \nu}.</math> Abhängigkeit der Energie eines Strahlungs-Spektrums von der Frequenz.<!--*''[[Massendichte]]:'' Aufgrund der [[Äquivalenz von Masse und Energie]] ist die Dichte von Materie <math>\rho=w / c^2.</math>-->
* ''Spektrale Energiedichte:'' <math>\epsilon_\nu=\tfrac{\mathrm d E}{\mathrm d \nu}.</math> Abhängigkeit der Energie eines Strahlungs-Spektrums von der Frequenz.<!--*''[[Massendichte]]:'' Aufgrund der [[Äquivalenz von Masse und Energie]] ist die Dichte von Materie <math>\rho=w / c^2.</math>-->
*''[[Schallenergiedichte]]:'' Die Energiedichte des Schallfelds.
* ''[[Schallenergiedichte]]:'' Die Energiedichte des Schallfelds.
*''[[Brennwert]], [[Heizwert]]'' (dort auch der Vergleich unterschiedlicher Energiedichten von typischen Brennstoffen)
* ''[[Brennwert]], [[Heizwert]]'' (dort auch der Vergleich unterschiedlicher Energiedichten von typischen Brennstoffen)
*''Spezifische oder molare [[latente Wärme]]:'' Die im Aggregatzustand gespeicherte Energie.
* ''Spezifische oder molare [[latente Wärme]]:'' Die im Aggregatzustand gespeicherte Energie.
*''Gravimetrische Energiedichte'' von [[Nahrungsmittel]]n, verwendet in der [[Volumetrics-Diät]]
* ''Gravimetrische Energiedichte'' von [[Nahrungsmittel]]n, verwendet in der [[Volumetrics-Diät]]
*''Scherenergiedichte:'' Die Energiedichte bei einer [[Scherung (Mechanik)|Scherung]].<!--<math>\rho = 1/2G\alpha^2</math>-->
* ''Scherenergiedichte:'' Die Energiedichte bei einer [[Scherung (Mechanik)|Scherung]].<!--<math>\rho = 1/2G\alpha^2</math>-->


== Siehe auch ==
== Siehe auch ==
*''Spezifische [[Enthalpie]] h'' des thermodynamischen Systems
* ''Spezifische [[Enthalpie]] h'' des thermodynamischen Systems
*[[Ragone-Diagramm]]
* [[Ragone-Diagramm]]


== Einzelnachweise ==
== Einzelnachweise ==
<references>
<references>
<ref name="ABC">{{Internetquelle | url=http://www.bem-ev.de/abc-der-batteriesysteme | titel=ABC der Batteriesysteme | titelerg=Informationen rund um die gängigen Akkumulatoren | autor=Reinhard Löser | hrsg=BEM / Bundesverband eMobilität e.V. | datum=April 2012 | zugriff=2014-11-23}}</ref>
<ref name="ABC">{{Internetquelle | url=http://www.bem-ev.de/abc-der-batteriesysteme | titel=ABC der Batteriesysteme | titelerg=Informationen rund um die gängigen Akkumulatoren | autor=Reinhard Löser | hrsg=BEM / Bundesverband eMobilität e.V. | datum=April 2012 | abruf=2014-11-23 | offline=ja | archiv-url=https://web.archive.org/web/20141203094901/http://www.bem-ev.de/abc-der-batteriesysteme/ | archiv-datum=2014-12-03 | archiv-bot=2018-04-08 10:29:20 InternetArchiveBot }}</ref>
<ref name="Datacom">{{Internetquelle | url=http://www.itwissen.info/definition/lexikon/Energiedichte-energy-density.html | titel=Energiedichte | autor=Klaus Lipinski | hrsg=DATACOM Buchverlag GmbH | zugriff=2014-11-22}}</ref>
<ref name="Datacom">{{Internetquelle | url=http://www.itwissen.info/definition/lexikon/Energiedichte-energy-density.html | titel=Energiedichte | autor=Klaus Lipinski | hrsg=DATACOM Buchverlag GmbH | abruf=2014-11-22}}</ref>
<ref name="AlAir">{{Literatur | Autor=Shaohua Yang, Harold Knickle | Titel=Design and analysis of aluminum/air battery system for electric vehicles | Sammelwerk=[[Journal of Power Sources]] | Band=112 | Nummer=1 | Datum=2002 | Seiten=162–173 | DOI=10.1016/S0378-7753(02)00370-1 | Online=http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0378775302003701}}</ref>
<ref name="AlAir">{{Literatur | Autor=Shaohua Yang, Harold Knickle | Titel=Design and analysis of aluminum/air battery system for electric vehicles | Sammelwerk=[[Journal of Power Sources]] | Band=112 | Nummer=1 | Datum=2002 | Seiten=162–173 | DOI=10.1016/S0378-7753(02)00370-1 | Online=http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0378775302003701}}</ref>
<ref name="Atkins">{{Literatur | Autor=E.D.T. Atkins, P.W. Atkins, J. de Paula | Titel=Physikalische Chemie | Verlag=John Wiley & Sons | Datum=2013 | ISBN=9783527332472 | Online={{Google Buch | BuchID=k6AtBAAAQBAJ | Seite=109}}}}</ref>
<ref name="Atkins">{{Literatur | Autor=E.D.T. Atkins, P.W. Atkins, J. de Paula | Titel=Physikalische Chemie | Verlag=John Wiley & Sons | Datum=2013 | ISBN=9783527332472 | Online={{Google Buch | BuchID=k6AtBAAAQBAJ | Seite=109}}}}</ref>
<ref name="BOPB">{{Internetquelle | url=http://www.bfe.admin.ch/php/modules/enet/streamfile.php?file=000000008146.pdf | titel=Techn. Grundlagen der Druckluftspeicherung | titelerg=und deren Einsatz als Ersatz für Bleibatterien | autor=I. Cyphelly, Ph. Brückmann, W. Menhardt | hrsg=Im Auftrag des Bundesamtes für Energie, Bern | datum=September 2004 | zugriff=2014-11-23 | format=PDF, 1,27&nbsp;MB | kommentar=Seite&nbsp;37}}</ref>
<ref name="BOPB">{{Internetquelle | url=http://www.bfe.admin.ch/php/modules/enet/streamfile.php?file=000000008146.pdf | titel=Techn. Grundlagen der Druckluftspeicherung | titelerg=und deren Einsatz als Ersatz für Bleibatterien | autor=I. Cyphelly, Ph. Brückmann, W. Menhardt | hrsg=Im Auftrag des Bundesamtes für Energie, Bern | datum=September 2004 | abruf=2014-11-23 | format=PDF, 1,27&nbsp;MB | kommentar=Seite&nbsp;37}}</ref>
<ref name="CARMEN">{{Internetquelle | url=http://www.carmen-ev.de/sonne-wind-co/stromspeicher/batterien/315-akkutypen/651-lithium-ionen-akkumulatoren | titel=Lithium-Ionen-Akkumulatoren | hrsg=Centrales Agrar-Rohstoff Marketing- und Energie-Netzwerk e.V. | zugriff=2014-11-23}}</ref>
<ref name="CARMEN">{{Internetquelle | url=http://www.carmen-ev.de/sonne-wind-co/stromspeicher/batterien/315-akkutypen/651-lithium-ionen-akkumulatoren | titel=Lithium-Ionen-Akkumulatoren | hrsg=Centrales Agrar-Rohstoff Marketing- und Energie-Netzwerk e.V. | abruf=2014-11-23}}</ref>
<ref name="DWV">{{Internetquelle | url=http://www.dwv-info.de/wissen/tabellen/wiss_enr.html | titel=Energietabelle für die Umrechnung verschiedener Energieeinheiten und -äquivalente | hrsg=Deutscher Wasserstoff- und Brennstoffzellen-Verband e.V. (DWV), Berlin | zugriff=2014-11-23}}</ref>
<ref name="DWV">{{Internetquelle | url=http://www.dwv-info.de/wissen/tabellen/wiss_enr.html | titel=Energietabelle für die Umrechnung verschiedener Energieeinheiten und -äquivalente | hrsg=Deutscher Wasserstoff- und Brennstoffzellen-Verband e.V. (DWV), Berlin | abruf=2014-11-23 | archiv-bot=2019-04-08 22:09:42 InternetArchiveBot | offline=ja | archiv-url=https://web.archive.org/web/20150509012952/http://www.dwv-info.de/wissen/tabellen/wiss_enr.html | archiv-datum=2015-05-09 }}</ref>
<ref name="EK-Li">{{Internetquelle | url=http://www.elektronik-kompendium.de/sites/bau/0810281.htm | titel=Lithium-Ionen-Akkus | titelerg=Energiedichte | autor= | hrsg=Elektronik-Kompendium.de | zugriff=2014-11-23}}</ref>
<ref name="efahrer">{{Internetquelle | url=https://efahrer.chip.de/news/hoffnungstraeger-feststoffakku-serienproduktion-gestartet_10179 | titel=Hoffnungsträger Feststoffakku: Serienproduktion Gestartet | hrsg=Chip |abruf=2018-11-24 }}</ref>
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<ref name="EnergizerNiMH">{{Internetquelle | url=http://data.energizer.com/PDFs/nh15-2300.pdf | titel=NiMH-Akku Bauform AA mit 2300&nbsp;mAh, 1,2&nbsp;V, 30&nbsp;g | hrsg=Energizer | zugriff=2014-11-22 | kommentar=kommerzielle Herstellerseite}}</ref>
<ref name="Emo">{{Internetquelle | url=http://www.elektromobilitaet-praxis.de/range-extender/articles/400764/ | titel=Metall-Luft-Zelle nimmt Elektromobilisten die Reichweitenangst | autor=Thomas Kuther | hrsg=emoPraxis | datum=2013-04-08 | abruf=2014-11-23 | archiv-url=https://web.archive.org/web/20150306232200/http://www.elektromobilitaet-praxis.de/range-extender/articles/400764/ | archiv-datum=2015-03-06 | offline=ja | archiv-bot=2019-04-08 22:09:42 InternetArchiveBot }}</ref>
<ref name="ETH">{{Internetquelle | url=http://www2.ife.ee.ethz.ch/~rolfz/batak/Merkblatt_Batterien_und_Akkus.pdf | titel=Merkblatt Batterien und Akkus | autor=Rolf Zinniker | datum=2003-08-25 | zugriff=2011-05-03 | format=PDF; 151&nbsp;kB }}</ref>
<ref name="EnergizerNiMH">{{Internetquelle | url=http://data.energizer.com/PDFs/nh15-2300.pdf | titel=NiMH-Akku Bauform AA mit 2300&nbsp;mAh, 1,2&nbsp;V, 30&nbsp;g | hrsg=Energizer | abruf=2014-11-22 | kommentar=kommerzielle Herstellerseite}}</ref>
<ref name="heise">{{Internetquelle | url=https://www.heise.de/autos/artikel/Batteriehersteller-FZ-Sonick-sieht-Markt-fuer-Zebra-Batterien-skeptisch-975650.html | titel=Batteriehersteller FZ Sonick sieht Markt für Zebra-Batterien skeptisch | hrsg=Heise Zeitschriften Verlag GmbH&nbsp;& Co. KG | datum=2010-04-12 | zugriff=2014-11-23}}</ref>
<ref name="ETH">{{Internetquelle | url=http://www2.ife.ee.ethz.ch/~rolfz/batak/Merkblatt_Batterien_und_Akkus.pdf | titel=Merkblatt Batterien und Akkus | autor=Rolf Zinniker | datum=2003-08-25 | abruf=2011-05-03 | format=PDF; 151&nbsp;kB | archiv-url=https://web.archive.org/web/20101128042834/http://www2.ife.ee.ethz.ch/~rolfz/batak/Merkblatt_Batterien_und_Akkus.pdf | archiv-datum=2010-11-28 | offline=ja | archiv-bot=2019-09-03 07:56:57 InternetArchiveBot }}</ref>
<ref name="NRC">{{Internetquelle | url=http://www.nrc.gov/public-involve/conference-symposia/ric/past/2013/responses-to-unanswered-questions.pdf | titel=Answers To Unanswered Questions | titelerg=25th Annual Regulatory Information Conference | hrsg=U.S. Nuclear Regulatory Commission | datum=2013-03-12 | zugriff=2014-11-21}}</ref>
<ref name="heise">{{Internetquelle | url=https://www.heise.de/autos/artikel/Batteriehersteller-FZ-Sonick-sieht-Markt-fuer-Zebra-Batterien-skeptisch-975650.html | titel=Batteriehersteller FZ Sonick sieht Markt für Zebra-Batterien skeptisch | hrsg=Heise Zeitschriften Verlag GmbH&nbsp;& Co. KG | datum=2010-04-12 | abruf=2014-11-23}}</ref>
<ref name="ÖNORM">{{Internetquelle | url=http://www.blt.bmlfuw.gv.at/vero/veroeff/0327_Standardisierung_fester_Biobrennst_Bericht-A.pdf | titel=Standardisierung von festen Biobrennstoffen | autor=Josef Rathbauer, Manfred Wörgetter | hrsg=Bundesanstalt für Landtechnik | datum=1999-08-02 | zugriff=2014-11-27}}</ref>
<ref name="NRC">{{Internetquelle | url=http://www.nrc.gov/public-involve/conference-symposia/ric/past/2013/responses-to-unanswered-questions.pdf | titel=Answers To Unanswered Questions | titelerg=25th Annual Regulatory Information Conference | hrsg=U.S. Nuclear Regulatory Commission | datum=2013-03-12 | abruf=2014-11-21}}</ref>
<ref name="ÖNORM">{{Internetquelle | url=http://www.blt.bmlfuw.gv.at/vero/veroeff/0327_Standardisierung_fester_Biobrennst_Bericht-A.pdf | titel=Standardisierung von festen Biobrennstoffen | autor=Josef Rathbauer, Manfred Wörgetter | hrsg=Bundesanstalt für Landtechnik | datum=1999-08-02 | abruf=2014-11-27}}</ref>
<ref name="Schlapbach">{{Literatur | Autor=Louis Schlapbach, Andreas Züttel | Titel=Hydrogen-storage materials for mobile applications | Sammelwerk=Nature | Nummer=414 | Datum=2001 | Seiten=353–358 | DOI=10.1038/35104634 | Online=http://www.nature.com/nature/journal/v414/n6861/abs/414353a0.html}}</ref>
<ref name="Schlapbach">{{Literatur | Autor=Louis Schlapbach, Andreas Züttel | Titel=Hydrogen-storage materials for mobile applications | Sammelwerk=Nature | Nummer=414 | Datum=2001 | Seiten=353–358 | DOI=10.1038/35104634 | Online=http://www.nature.com/nature/journal/v414/n6861/abs/414353a0.html}}</ref>
<ref name="Schwungrad">{{Internetquelle | url=http://www.energyprofi.com/jo/Speicher-fuer-mechanische-Energie-im-Nahverkehr.html | titel=Schwungrad und Schwungradspeicher | titelerg=Energie im Nahverkehr | hrsg=Energieprofi.com GmbH i.Gr. | zugriff=2014-11-23}}</ref>
<ref name="Schwungrad">{{Internetquelle | url=http://www.energyprofi.com/jo/Speicher-fuer-mechanische-Energie-im-Nahverkehr.html | titel=Schwungrad und Schwungradspeicher | titelerg=Energie im Nahverkehr | hrsg=Energieprofi.com GmbH i.Gr. | abruf=2014-11-23}}</ref>
<ref name="Si">{{Internetquelle | url=http://www.dbresearch.com/PROD/DBR_INTERNET_EN-PROD/PROD0000000000079095.pdf | titel=Silicon as an intermediary between renewable energy and hydrogen | autor=Norbert Auner | hrsg=Deutsche Bank Research | datum=2004-05-05 | zugriff=2014-11-21 | format=PDF; 386&nbsp;kB}}</ref>
<ref name="Si">{{Internetquelle | url=http://www.dbresearch.com/PROD/DBR_INTERNET_EN-PROD/PROD0000000000079095.pdf | titel=Silicon as an intermediary between renewable energy and hydrogen | autor=Norbert Auner | hrsg=Deutsche Bank Research | datum=2004-05-05 | abruf=2014-11-21 | format=PDF; 386&nbsp;kB}}</ref>
<ref name="SionPower">{{Internetquelle | url=http://sionpower.com/pdf/articles/LIS%20Spec%20Sheet%2010-3-08.pdf | titel=Datenblatt Lithium-Schwefel-Batterie | hrsg=Sion Power | zugriff=2014-11-21 | sprache=englisch | format=PDF, 142&nbsp;kB | kommentar=kommerzielle Herstellerseite}}</ref>
<ref name="Steiermark">{{Internetquelle | url=http://www.abfallwirtschaft.steiermark.at/cms/beitrag/10009935/4336040 | titel=Brennwert / Heizwert | hrsg=Land Steiermark | abruf=2014-11-21}}</ref>
<ref name="Steiermark">{{Internetquelle | url=http://www.abfallwirtschaft.steiermark.at/cms/beitrag/10009935/4336040 | titel=Brennwert / Heizwert | hrsg=Land Steiermark | zugriff=2014-11-21}}</ref>
<ref name="Thermit">{{Literatur | Autor=Hans Goldschmidt | Titel=Über die Energiedichte des Thermits und einige neue technische Anwendungen der Aluminothermie | Sammelwerk=[[Angewandte Chemie (Zeitschrift)|Angewandte Chemie]] | Band=15 | Nummer=28 | Datum=1902 | Seiten=699–702 | DOI=10.1002/ange.19020152803 }}</ref>
<ref name="Thermit">{{Literatur | Autor=Hans Goldschmidt | Titel=Über die Energiedichte des Thermits und einige neue technische Anwendungen der Aluminothermie | Sammelwerk=[[Angewandte Chemie (Zeitschrift)|Angewandte Chemie]] | Band=15 | Nummer=28 | Datum=1902 | Seiten=699–702 | DOI=10.1002/ange.19020152803 }}</ref>
<ref name="UM-BW">{{Internetquelle | url=http://www4.um.baden-wuerttemberg.de/servlet/is/44203 | titel=Infos Energie | hrsg=Ministerium für Umwelt, Klima und Energiewirtschaft Baden-Württemberg (UM) | zugriff=2014-11-23}}</ref>
<ref name="UM-BW">{{Internetquelle | url=http://www4.um.baden-wuerttemberg.de/servlet/is/44203 | titel=Infos Energie | hrsg=Ministerium für Umwelt, Klima und Energiewirtschaft Baden-Württemberg (UM) | abruf=2014-11-23}}</ref>
<ref name="AG Energiebilanzen">{{Internetquelle | url=http://www.ag-energiebilanzen.de/index.php?article_id=29&fileName=heizwerte2005bis2014.pdf | titel= Heizwerte der Energieträger und Faktoren für die Umrechnung von natürlichen Einheiten in Energieeinheiten zur Energiebilanz 2014 | hrsg=AG Energiebilanzen (wird u.a. in der Publikation "[http://www.bmwi.de/BMWi/Redaktion/Binaer/energie-daten-gesamt,property=blob,bereich=bmwi2012,sprache=de,rwb=true.xls Energiedaten]" des BMWi als Quelle genannt) | zugriff=2017-01-07}}</ref>
<ref name="AG Energiebilanzen">{{Internetquelle | url=http://www.ag-energiebilanzen.de/index.php?article_id=29&fileName=heizwerte2005bis2014.pdf | titel= Heizwerte der Energieträger und Faktoren für die Umrechnung von natürlichen Einheiten in Energieeinheiten zur Energiebilanz 2014 | hrsg=AG Energiebilanzen (wird u.&nbsp;a. in der Publikation "[http://www.bmwi.de/BMWi/Redaktion/Binaer/energie-daten-gesamt,property=blob,bereich=bmwi2012,sprache=de,rwb=true.xls Energiedaten]" des BMWi als Quelle genannt) | abruf=2017-01-07}}</ref>
<ref name="Visco">{{Internetquelle | url=http://www.almaden.ibm.com/institute/resources/2009/presentations/StevenVisco-AlmadenInstitute2009.pdf | titel=Lithium/Air Semi-fuel Cells: High Energy Density Batteries Based On Lithium Metal Electrodes | autor=Steven J. Visco, Eugene Nimon, Bruce Katz, May-Ying Chu, Lutgard De Jonghe | datum=2009-08-26 | zugriff=2014-11-21 | sprache=englisch | kommentar=Almaden Institute 2009. Scalable Energy Storage: Beyond Lithium Ion}}</ref>
<ref name="Visco">{{Internetquelle | url=http://www.almaden.ibm.com/institute/resources/2009/presentations/StevenVisco-AlmadenInstitute2009.pdf | titel=Lithium/Air Semi-fuel Cells: High Energy Density Batteries Based On Lithium Metal Electrodes | autor=Steven J. Visco, Eugene Nimon, Bruce Katz, May-Ying Chu, Lutgard De Jonghe | datum=2009-08-26 | abruf=2014-11-21 | sprache=englisch | kommentar=Almaden Institute 2009. Scalable Energy Storage: Beyond Lithium Ion}}</ref>
<ref name="Webcraft">{{Internetquelle | url=http://www.supermagnete.ch/data_table.php | titel=Supermagnete | hrsg=Webcraft GmbH | zugriff=2014-11-22 | kommentar=kommerzielle Herstellerseite}}</ref>
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<ref name="Whatisnuclear">{{Internetquelle | url=http://www.whatisnuclear.com/physics/energy_density_of_nuclear.html | titel=Energy density calculations of nuclear fuel | hrsg=Whatisnuclear |zugriff=2015-04-10 | kommentar=}}</ref>
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<ref name="Tadiran">{{Internetquelle | url=http://www.tadiranbatteries.de/pdf/technische-broschuere-ltc-batterien.pdf | titel=Tadiran Lithium Batterien | hrsg=Tadiran GmbH | zugriff=2015-12-05 | kommentar=kommerzielle Herstellerseite}}</ref>
<ref name="Tadiran">{{Internetquelle | url=http://www.tadiranbatteries.de/pdf/technische-broschuere-ltc-batterien.pdf | titel=Tadiran Lithium Batterien | hrsg=Tadiran GmbH | abruf=2015-12-05 | kommentar=kommerzielle Herstellerseite}}</ref>
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Aktuelle Version vom 1. März 2022, 08:38 Uhr

Physikalische Größe
Name volumetrische Energiedichte
Formelzeichen $ w, $ $ \rho $
Abgeleitet von Energie je Volumen
Größen- und
Einheitensystem 		Einheit Dimension
SI J·m−3 M·L−1·T−2
Physikalische Größe
Name gravimetrische Energiedichte, spezifische Energie
Formelzeichen $ w, $ $ \rho $
Größen- und
Einheitensystem 		Einheit Dimension
SI J·kg−1 L2·T−2

Die Energiedichte $ w $ bezeichnet in der Physik die Verteilung von Energie $ E $ auf eine bestimmte Größe $ X $ und hat folglich immer die Gestalt

$ w={\frac {\mathrm {d} E}{\mathrm {d} X}}. $

Am häufigsten wird sie verwendet als

  • volumetrische Energiedichte, ein Maß für die Energie pro Raumvolumen eines Stoffes (SI-Einheit: Joule pro Kubikmeter)
  • gravimetrische Energiedichte oder spezifische Energie, ein Maß für die Energie pro Masse eines Stoffes (SI-Einheit: Joule pro Kilogramm).

Doch letztlich kann man zu jeder physikalischen Größe eine entsprechende Energiedichte definieren. Nach DIN 5485 ist der Ausdruck Energiedichte der dimensionalen, insbesondere volumetrischen Angabe vorbehalten, die spezifische Energie speziell massenbezogen; siehe hierzu „Energie“ und „Bezogene Größe“.

Von großem praktischem Interesse ist die Energiedichte bei den in der Technik verwendeten Energiespeichern wie Kraftstoffen und Batterien. Insbesondere im Fahrzeugbau ist die Energiedichte des verwendeten Energiespeichers entscheidend für die erzielbare Reichweite.

Energiedichte in der Elektrodynamik

Energiedichte elektromagnetischer Wellen

Aus den Maxwell-Gleichungen kann man schließen, dass die maximale Energieabgabe elektromagnetischer Wellen in einem Stoff proportional zum Quadrat der Feldamplituden ist. Elektrisches und magnetisches Feld tragen gleichermaßen bei:

$ w={\frac {1}{2}}\left({\vec {E}}\cdot {\vec {D}}+{\vec {H}}\cdot {\vec {B}}\right) $

Energiedichte im Plattenkondensator

Die Energie eines geladenen Plattenkondensators berechnet sich zu

$ W={\frac {1}{2}}CU^{2}. $

Für die Kapazität gilt:

$ C=\varepsilon _{0}\varepsilon _{r}{\frac {A}{d}} $

Die Spannung U ergibt sich aus E·d. Durch Einsetzen erhält man für die Energie:

$ W={\frac {1}{2}}\varepsilon _{0}\varepsilon _{r}{\frac {A}{d}}E^{2}d^{2} $

Dies führt auf die Energiedichte:

$ w_{el}={\frac {W}{V}}={\frac {1}{2}}\varepsilon _{0}\varepsilon _{r}E^{2} $

Energie des Magnetfeldes einer Spule

Für die Energie $ W $ des Magnetfeldes einer Spule mit dem Betrag der magnetischen Flussdichte $ B $, der Querschnittsfläche $ A $, der Länge $ l $, der Anzahl $ n $ der Windungen, der Stromstärke $ I $, der magnetischen Feldkonstanten $ \mu _{0} $ sowie der relativen Permeabilität $ \mu _{r} $ ergibt sich zunächst

$ W={\frac {B^{2}}{2\cdot \mu _{0}\cdot \mu _{r}}}\cdot A\cdot l={\frac {(n\cdot I)^{2}}{2}}\cdot \mu _{0}\cdot \mu _{r}\cdot {\frac {A}{l}} $

und dann weiter

$ w_{B}={\frac {B^{2}}{2\cdot \mu _{0}\cdot \mu _{r}}}={\frac {(n\cdot I)^{2}}{2}}\cdot \mu _{0}\cdot \mu _{r} $

für die Energiedichte $ w_{B} $ der Flussdichte $ B $.[1]

Energiedichte von Energiespeichern und Primärenergieträgern

Energiedichten ausgewählter Energiespeicher

Die Energiedichte von Brennstoffen nennt man Brennwert bzw. Heizwert,[2] die von Batterien Kapazität pro Volumen oder Kapazität pro Masse. Beispielsweise beträgt die Energiedichte eines Lithium-Polymer-Akkus 140–180 Wattstunden pro kg Masse (140–180 Wh/kg) und die eines Nickel-Metallhydrid-Akkus (NiMH) 80 Wh/kg. Im Vergleich mit anderen Arten der elektrischen Energiespeicherung schneidet der Akkumulator recht günstig ab.

Gewünscht ist eine hohe Energiedichte, um Transportkosten für den Energieträger gering zu halten, aber auch, um hohe Betriebsdauern mobiler Geräte und hohe Reichweiten von Fahrzeugen zu erzielen. Beispielsweise können Modellhubschrauber mit einem Lithium-Polymer-Akku länger fliegen als mit einem NiMH-Akku der gleichen Masse.

Die Energiedichte von Nährstoffen wird auch als physiologischer Brennwert bezeichnet.

Energiespeicher zur Unterstützung des Stromnetzes sind außer Akkumulatoren der Supraleitende Magnetische Energiespeicher (SMES), das Pumpspeicherkraftwerk und das Druckluftspeicherkraftwerk.

Beispiele

Stoff/System gravi-
metrische
Energie-
dichte
MJ/kg 		volu-
metrische
Energie-
dichte
MJ/l 		Bemerkung Anm.* Referenzen
NdFeB- und SmCo-Magnete 0,000 055 Bereich: 200–400 kJ/m3 BHmax, also 30–55 J/kg mag [3]
Elektrolytkondensator 0,000 4 Bereich: 0,01–0,1 Wh/kg, also 0,04–0,4 kJ/kg el [4]
Doppelschicht-Kondensator 0,01 Bereich: 0,1–3 Wh/kg, also 0,4–10 kJ/kg (Super Cap) el [4]
Bleiakkumulator 0,11 0,25 a) Bereich: 3–30 Wh/kg, also 10–110 kJ/kg b) 30–40 Wh/kg

Energiedichte (MJ/l) Starterbatterie[5] ||chem|| a) [4] b) [6]

Adenosintriphosphat (ATP) 0,128 = 64,6 kJ/mol (bei Spaltung beider Bindungen) bei 0,507 kg/mol chem
Schwungradspeicherung mit CFK 0,18 49 Wh/kg mech [7]
Kohle-Zink-Batterie 0,23 0,54 65 Wh/kg, also 230 kJ/kg chem [8]
NiCd-Akku 0,25 a) 40 Wh/kg b) Bereich: 4–70 Wh/kg, also 15–250 kJ/kg chem a) [8] b) [4] c) [6]
Silberoxid-Zink-Zelle (Silberoxid-Zelle) 0,27 0,98 272 Wh/l, also 979,2 kJ/l chem [9]
NiMH-Akku 0,28 a) 2.300 mAh · 1,0 V / 30 g =76,7 Wh/kg b) 60 Wh/kg c) Bereich: 15–120 Wh/kg, also 50–400 kJ/kg d) 60–80 Wh/kg chem a) [10] b) [8] c) [4] d) [6]
Li-Titanat-Akku 0,32 90 Wh/kg, also 0,32 MJ/kg chem [11]
Schmelzenergie Eis 0,33 bei 1013,2 hPa und 0 °C Phasen-
übergang		 [12]
Nickel-Zink-Akkumulator 0,43 Bereich: 65–120 Wh/kg, also 0,23–0,43 MJ/kg chem [13]
Zebra-Batterie (Natrium-Nickelchlorid) 0,43 Bereich: 100–120 Wh/kg, also 0,36–0,43 MJ/kg chem [14], [6] unklare Einheit
Alkali-Mangan-Batterie 0,45 1,26 125 Wh/kg, also 450 kJ/kg chem [8]
Druckluft (ohne Tank) 0,46 0,14 a) 138 · 106 Ws/m3 bei 300 kg/m3 b) Mit Druckbehälter ist die Energiedichte bis 10 Mal geringer mech a) [15]b) ohne Ref.
Li-Polymer-Akku 0,54 a) 150 Wh/kg, also 540 kJ/kg b) 130–200 Wh/kg chem a) [8] [4] b) [6]
Natrium-Schwefel-Akkumulator 0,45 a) 200 Wh/kg b) 100 – 120 Wh/kg c) theoretisch bis 750 Wh/kg chem a) [16] b) [17] c) [17]
Li-Ionen-Akku 0,65 0,7–1,8 a) 180 Wh/kg b) 100 Wh/kg c) Bereich: 40–200 Wh/kg, also 150–700 kJ/kg d) >160 Wh/kg chem a) [18] b) [8] c) [4] d) [6]
Wasserstoff (inkl. Hydridtank) 1,19 chem, O
Zink-Luft-Batterie 1,2 a) 340 Wh/kg, also 1 200 kJ/kg b) dreimal so groß wie Li-Batterie chem, O a) [8] b) [6]
Lithium-Luft-Akkumulator 1,6 a) > 450 Wh/kg b) sollte 1 000 Wh/kg erreichen c) > 400 Wh/kg chem, O a) [6]b) [19] c) [20]
Kondensationswärme des Wassers 2,26 bei 1013,2 hPa und 100 °C. 40,7 kJ/mol Phasen-
übergang		 [12]
Lithium-Thionylchlorid-Batterie 2,34 650 Wh/kg chem [21]
Thermit 4,0 18,4 Hochtemperatur-Anwendungen chem ([22] ?)
Trinitrotoluol (TNT) 4,6 6,92 1.046 kJ/mol / (227 g/mol). Oxidator ist im Molekül enthalten. chem TNT-Äquivalent
Aluminium-Luft-Batterie 4,7 a) 1 300 Wh/kg, also 4 700 kJ/kg b) Zukünftiges Ziel: 8 000 Wh/kg = 28 MJ/kg chem, O a) [23] b) [24]
stärkste Sprengstoffe 7 Oxidator ist im Molekül enthalten. siehe Sprengstoff
Restmüll 8–11 O, Hw [25]
Braunkohle 11,3 a) Bereich 8,4–11,3 MJ/kg b) 9,1 MJ/kg O, Hw a) [25] b) [26]
Wasserstoff (flüssig, gebunden an LOHC) 13,2 10,4 Heizwert ohne Trägerstoff (Methanol). Auf Basis der maximalen Beladung von 0,11 kgH2 / kgMethanol. O, Hw [27]
Zucker 16,7 O [28]
Holz (lufttrocken) 16,8 a) Bereich 14,6–16,8 MJ/kg b) 14,7 MJ/kg O, Hw a) [25] b) [2]
Stroh und Klärschlamm (trocken) 17 ausgefaulter Klärschlamm hat etwa 11 MJ/kg O, Hw [25][29]
Holzpellets und Holzbriketts 18 O, Hw [29]
Braunkohle (Brikett) 19,6 O, Hw [26]
Methanol 19,7 15,6 O, Hw
Ammoniak (flüssig) 22,5 15,3 −33 °C oder 9 bar O, Hw
Ethanol 26,7 21,1 O, Hw
Altreifen 29,5 O, Hw [25]
Silicium 32,6 75,9 O [30]
Kohlenstoff 32,8 74,2 O [30]
Steinkohle 34 a) Bereich 27–34 MJ/kg b) 29,3 MJ/kg c) 30 MJ/kg, Koks 28,7 MJ/kg, Briketts 31,4 MJ/kg O, Hw a) [25] b) [31] c) [26]
Benzin und Rohöl 40–42 29–32 Schweröl, Bunkeröl, Rückstandsöl hat ca. 40 MJ/kg O, Hw [32][31]
Diesel und Heizöl leicht 42,8–43 35–36 O, Hw [33][25][26]
Propan (flüssig) 46,3 23,4 −42,1 °C oder 8,36 bar O, Hw [34]
Methan (Hauptbestandteil von Erdgas) 50 0,0317 a) 50 MJ/kg / 35,9 MJ/m3 b) 55,5 MJ/kg / 39,8 MJ/m3 c) 31,7 MJ/m3 O, Hw a) [25] b) [31] c) [2]
Wasserstoff 1 Bar (ohne Tank) 120 0,01079 O [31], ([35] ?)
Wasserstoff 700 Bar (ohne Tank) 120 5,6 O [31], ([35] ?)
Flüssiger Wasserstoff (ohne Tank) 120 10,1 O [31], ([35] ?)
Atomarer Wasserstoff 216 spontane Reaktion zu molekularem Wasserstoff chem
Radioisotopengenerator Vorlage:ZahlExpZelle elektrisch (60.000 MJ/kg thermisch) nukl.
Kernspaltung Natururan (0,72 % 235U) Vorlage:ZahlExpZelle entspricht 7,5 GWd/t SM nukl.
Abbrand (Kerntechnik) Vorlage:ZahlExpZelle Wert gemäß dem durchschnittlichen Abbrand von heute ca. 40 GWd/t. Spaltmaterial bis zu 500 GWd/t SM entspricht 43.200.000 MJ/kg. nukl. [36]
Zerfall des freien Neutrons Vorlage:ZahlExpZelle 780 keV (1,250 · 10−13 J) pro Neutron (1,674 · 10−27 kg) nukl.
Kernspaltung 235U Vorlage:ZahlExpZelle Vorlage:ZahlExpZelle entspricht 1.042 GWd/t SM nukl. [37]
Kernspaltung 232Th Vorlage:ZahlExpZelle Vorlage:ZahlExpZelle nukl. [37]
Kernfusion (Kernwaffe, Kernfusionsreaktor) Vorlage:ZahlExpZelle entspricht 3.472 GWd/t SM nukl.
Proton-Proton-Reaktion Vorlage:ZahlExpZelle Wichtigste Fusionsreaktion in der Sonne; entspricht 7.256 GWd/t SM nukl.
vollständige Umwandlung von Masse in Energie Vorlage:ZahlExpZelle maximal mögliche Energiedichte; entspricht 1.042.000 GWd/t SM nukl. E = mc²

Anmerkungen:

  • mag: magnetische Energie
  • el: elektrische Energie
  • chem: Reaktionsenthalpie
  • mech: bei mechanischer Umwandlung
  • nukl: Umwandlung von Atomkernen oder Elementarteilchen
  • Hw: Heizwert
  • GWd/t SM: Gigawatt-Tage pro Tonne Schwermetall
  • O = Oxidator ist Luft und bleibt bei der Bezugsmasse unberücksichtigt.

1 J = 1 Ws; 1 MJ = 0,2778 kWh; 1 kWh = 3,6 MJ; 1 GWd = 24 GWh = 86,4 TJ

Weitere Energiedichten

  • Mechanische Energiedichte: Die elastische Energie, die in einem bestimmten Volumen eines Materials gespeichert ist, wird als mechanische Energiedichte bezeichnet (Formelzeichen meist $ U $) und in mechanischen Tests (z. B. in einem Zugversuch) über $ \textstyle U=\int \sigma \cdot \mathrm {d} \epsilon $ ermittelt, wobei $ \sigma $ die mechanische Spannung und $ \epsilon $ die Dehnung ist. Die mechanische Energiedichte bei Werkstoffversagen dient als einfach zu messender Parameter für die Zähigkeit eines Materials, korreliert aber nicht immer mit der bruchmechanisch gemessenen Bruchzähigkeit.
  • Spektrale Energiedichte: $ \epsilon _{\nu }={\tfrac {\mathrm {d} E}{\mathrm {d} \nu }}. $ Abhängigkeit der Energie eines Strahlungs-Spektrums von der Frequenz.
  • Schallenergiedichte: Die Energiedichte des Schallfelds.
  • Brennwert, Heizwert (dort auch der Vergleich unterschiedlicher Energiedichten von typischen Brennstoffen)
  • Spezifische oder molare latente Wärme: Die im Aggregatzustand gespeicherte Energie.
  • Gravimetrische Energiedichte von Nahrungsmitteln, verwendet in der Volumetrics-Diät
  • Scherenergiedichte: Die Energiedichte bei einer Scherung.

Siehe auch

  • Spezifische Enthalpie h des thermodynamischen Systems
  • Ragone-Diagramm

Einzelnachweise

  1. ↑ Othmar Marti: Energie des Magnetfeldes. Experimentelle Physik, Universität Ulm, 23. Januar 2003, abgerufen am 23. November 2014 (Vorlesungs-Folien).
  2. ↑ 2,0 2,1 2,2 Infos Energie. Ministerium für Umwelt, Klima und Energiewirtschaft Baden-Württemberg (UM), abgerufen am 23. November 2014.
  3. ↑ Supermagnete. Webcraft GmbH, abgerufen am 22. November 2014 (kommerzielle Herstellerseite).
  4. ↑ 4,0 4,1 4,2 4,3 4,4 4,5 4,6 Klaus Lipinski: Energiedichte. DATACOM Buchverlag GmbH, abgerufen am 22. November 2014.
  5. ↑ kfz.net - Autobatterie Größen. 9. Oktober 2018 (kfz.net [abgerufen am 25. Februar 2019]).
  6. ↑ 6,0 6,1 6,2 6,3 6,4 6,5 6,6 6,7 Reinhard Löser: ABC der Batteriesysteme. Informationen rund um die gängigen Akkumulatoren. (Nicht mehr online verfügbar.) BEM / Bundesverband eMobilität e.V., April 2012, archiviert vom Original am 3. Dezember 2014; abgerufen am 23. November 2014.  Info: Der Archivlink wurde automatisch eingesetzt und noch nicht geprüft. Bitte prüfe Original- und Archivlink gemäß Anleitung und entferne dann diesen Hinweis.@1@2Vorlage:Webachiv/IABot/www.bem-ev.de
  7. ↑ Schwungrad und Schwungradspeicher. Energie im Nahverkehr. Energieprofi.com GmbH i.Gr., abgerufen am 23. November 2014.
  8. ↑ 8,0 8,1 8,2 8,3 8,4 8,5 8,6 Rolf Zinniker: Merkblatt Batterien und Akkus. (PDF; 151 kB) (Nicht mehr online verfügbar.) 25. August 2003, archiviert vom Original am 28. November 2010; abgerufen am 3. Mai 2011.  Info: Der Archivlink wurde automatisch eingesetzt und noch nicht geprüft. Bitte prüfe Original- und Archivlink gemäß Anleitung und entferne dann diesen Hinweis.@1@2Vorlage:Webachiv/IABot/www2.ife.ee.ethz.ch
  9. ↑ ZPower Size 312 Rechargeable Battery (XR41) (Datenblatt)
  10. ↑ NiMH-Akku Bauform AA mit 2300 mAh, 1,2 V, 30 g. Energizer, abgerufen am 22. November 2014 (kommerzielle Herstellerseite).
  11. ↑ Lithium-Ionen-Akkumulatoren. Centrales Agrar-Rohstoff Marketing- und Energie-Netzwerk e.V., abgerufen am 23. November 2014.
  12. ↑ 12,0 12,1 E.D.T. Atkins, P.W. Atkins, J. de Paula: Physikalische Chemie. John Wiley & Sons, 2013, ISBN 978-3-527-33247-2 (eingeschränkte Vorschau in der Google-Buchsuche).
  13. ↑ Mathias Bloch: Neue Energiespeicher: Der Nickel-Zink-Akku. In: elektroniknet.de. 28. Mai 2013, abgerufen am 23. April 2021.
  14. ↑ Batteriehersteller FZ Sonick sieht Markt für Zebra-Batterien skeptisch. Heise Zeitschriften Verlag GmbH & Co. KG, 12. April 2010, abgerufen am 23. November 2014.
  15. ↑ I. Cyphelly, Ph. Brückmann, W. Menhardt: Techn. Grundlagen der Druckluftspeicherung. (PDF, 1,27 MB) und deren Einsatz als Ersatz für Bleibatterien. Im Auftrag des Bundesamtes für Energie, Bern, September 2004, abgerufen am 23. November 2014 (Seite 37).
  16. ↑ Bernard Austin Partridge, Thomas Rhys Jenkins, Michael McGuire: Sodium-sulphur battery cells. In: Patent US3982959. 28. September 1976 (Lua-Fehler in Modul:Multilingual, Zeile 149: attempt to index field 'data' (a nil value)).
  17. ↑ 17,0 17,1 Batterieforum Deutschland: Natrium-Schwefel-Thermalbatterie - Batterieforum Deutschland. Abgerufen am 15. September 2021 (Lua-Fehler in Modul:Multilingual, Zeile 149: attempt to index field 'data' (a nil value)).
  18. ↑ Lithium-Ionen-Akkus. Energiedichte. Elektronik-Kompendium.de, abgerufen am 23. November 2014.
  19. ↑ Steven J. Visco, Eugene Nimon, Bruce Katz, May-Ying Chu, Lutgard De Jonghe: Lithium/Air Semi-fuel Cells: High Energy Density Batteries Based On Lithium Metal Electrodes. 26. August 2009, abgerufen am 21. November 2014 (englisch, Almaden Institute 2009. Scalable Energy Storage: Beyond Lithium Ion).
  20. ↑ Hoffnungsträger Feststoffakku: Serienproduktion Gestartet. Chip, abgerufen am 24. November 2018.
  21. ↑ Tadiran Lithium Batterien. Tadiran GmbH, abgerufen am 5. Dezember 2015 (kommerzielle Herstellerseite).
  22. ↑ Hans Goldschmidt: Über die Energiedichte des Thermits und einige neue technische Anwendungen der Aluminothermie. In: Angewandte Chemie. Band 15, Nr. 28, 1902, S. 699–702, doi:10.1002/ange.19020152803.
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