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Was ein Fachmann dazu sagt

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  1. Was ein Fachmann dazu sagt

    Autor: NoRitz 06.11.19 - 18:11

    In der WiWo ist gerade heute ein interessantes Interview zum Thema Wasserstoff erschienen. Ein Interview mit den Ulmer Forscher M. Fichtner, der sowohl in der Akku- als auch Wasserstoff Forschung tätig war und ist.
    Soviel vorab: Der Wirkungsgrad beim Wasserstoff liegt seiner Aussage nach nur bei 15% gegenüber 70% beim Akku. Trotzdem gibt es sinnvolle Anwendungen, allerdings nicht beim PKW.
    Da ich keinen Link angeben darf, habe ich das http und den ersten Slash weggelassen. Sorry, geht nicht anders.

    www.wiwo.de unternehmen/auto/alternative-energien-man-muss-wasserstoff-dort-einsetzen-wo-er-auch-sinn-ergibt

  2. Re: Was ein Fachmann dazu sagt

    Autor: E-Mover 07.11.19 - 10:31

    NoRitz schrieb:
    --------------------------------------------------------------------------------
    > In der WiWo ist gerade heute ein interessantes Interview zum Thema
    > Wasserstoff erschienen. Ein Interview mit den Ulmer Forscher M. Fichtner,
    > der sowohl in der Akku- als auch Wasserstoff Forschung tätig war und ist.
    > Soviel vorab: Der Wirkungsgrad beim Wasserstoff liegt seiner Aussage nach
    > nur bei 15% gegenüber 70% beim Akku. Trotzdem gibt es sinnvolle
    > Anwendungen, allerdings nicht beim PKW.
    > Da ich keinen Link angeben darf, habe ich das http und den ersten Slash
    > weggelassen. Sorry, geht nicht anders.
    >
    > www.wiwo.de
    > unternehmen/auto/alternative-energien-man-muss-wasserstoff-dort-einsetzen-w
    > o-er-auch-sinn-ergibt

    Besser kann man es nicht zusammenfassen! +1

    Danke für den Link!

  3. Re: Was ein Fachmann dazu sagt

    Autor: smonkey 07.11.19 - 10:42

    NoRitz schrieb:
    --------------------------------------------------------------------------------
    > www.wiwo.de
    > unternehmen/auto/alternative-energien-man-muss-wasserstoff-dort-einsetzen-w
    > o-er-auch-sinn-ergibt

    Er schreibt "An der Tankstelle verliert man noch einmal 30 bis 50 Prozent der Energie.". Allerdings hat er in seiner Annahme ja bereits angenommen das der Wasserstoff bereits zuvor komprimiert wurde. Wie erklärt sich der hohe Wert von 30 - 50%?

    Und wo gehen eigentlich die "verlorenen" 40% beim Elektrolyseur hin?

    Ernst gemeinte Fragen, bitte keine Polemik.

  4. Re: Was ein Fachmann dazu sagt

    Autor: E-Mover 07.11.19 - 10:59

    smonkey schrieb:
    --------------------------------------------------------------------------------
    > NoRitz schrieb:
    > ---------------------------------------------------------------------------
    > -----
    > > www.wiwo.de
    > >
    > unternehmen/auto/alternative-energien-man-muss-wasserstoff-dort-einsetzen-w
    >
    > > o-er-auch-sinn-ergibt
    >
    > Er schreibt "An der Tankstelle verliert man noch einmal 30 bis 50 Prozent
    > der Energie.". Allerdings hat er in seiner Annahme ja bereits angenommen
    > das der Wasserstoff bereits zuvor komprimiert wurde. Wie erklärt sich der
    > hohe Wert von 30 - 50%?
    >

    In der Gesamtbilanz kommt das aber hin, denn die genannten 15% sind ja sozusagen "common sense" auch bei großen Befürwortern.

    > Und wo gehen eigentlich die "verlorenen" 40% beim Elektrolyseur hin?
    >

    Letztlich sind das durch Ohmsche Widerstände im Anlagenmaterial bedingte Wärmeverluste. Die sind sehr gering, wenn man mit niedrigen Spannungen arbeitet, dann ist die Anlage aber sehr stark hinsichtlich Output begrenzt, das Verhältnis Anlagengröße zu Produktionsmenge pro Zeit wird unwirtschaftlich. Also erhöht man die Spannung und lebt dann mit geringerer Energieeffizienz.

    Ich habe aber auch schon von einer Anlage gelesen, die 70% schaffen soll. Die ist aber wohl sehr teuer wegen viel Platin-Katalysatormaterial. Verbessert dann den Gesamtwirkungsgrad auf 17,5%, wenn man von 15% ausgeht.

    > Ernst gemeinte Fragen, bitte keine Polemik.

  5. Re: Was ein Fachmann dazu sagt

    Autor: smonkey 07.11.19 - 11:11

    E-Mover schrieb:
    --------------------------------------------------------------------------------
    > In der Gesamtbilanz kommt das aber hin, denn die genannten 15% sind ja
    > sozusagen "common sense" auch bei großen Befürwortern.

    Das will ich gar nicht bestreiten und ich will den Wert auch nicht in Frage stellen. Ich möchte nur gerne verstehen was da genau darunter fällt. Die Hochdrucktanks sollen meinem Kenntnisstand nach ja inzwischen nur einen geringen Verlust haben. Und der energetisch höchste Verlust ensteht meines Wissens nach bei der Kompression, die er hingegen ja "nur" mit 20% angibt.

    > > Und wo gehen eigentlich die "verlorenen" 40% beim Elektrolyseur hin?
    > >
    >
    > Letztlich sind das durch Ohmsche Widerstände im Anlagenmaterial bedingte
    > Wärmeverluste. Die sind sehr gering, wenn man mit niedrigen Spannungen
    > arbeitet, dann ist die Anlage aber sehr stark hinsichtlich Output begrenzt,
    > das Verhältnis Anlagengröße zu Produktionsmenge pro Zeit wird
    > unwirtschaftlich. Also erhöht man die Spannung und lebt dann mit geringerer
    > Energieeffizienz.
    >
    > Ich habe aber auch schon von einer Anlage gelesen, die 70% schaffen soll.
    > Die ist aber wohl sehr teuer wegen viel Platin-Katalysatormaterial.
    > Verbessert dann den Gesamtwirkungsgrad auf 17,5%, wenn man von 15%
    > ausgeht.

    Danke. Ich nehme an an den angegebenen Wirkungsgraden ist eine Nutzung der Abwärme sicher bereits berücksichtigt?

  6. Re: Was ein Fachmann dazu sagt

    Autor: tco 07.11.19 - 11:18

    Der Artikel ist kurz und bündig. Wenn der Herr Fichtner sich tatsächlich mit beiden Technologien auseinandergesetzt hat sollte er auch glaubwürdig sein. Interessant fand ich die Energiemenge nach Antriebstechnologien!

  7. Re: Was ein Fachmann dazu sagt

    Autor: E-Mover 07.11.19 - 11:27

    smonkey schrieb:
    --------------------------------------------------------------------------------
    ...
    > Das will ich gar nicht bestreiten und ich will den Wert auch nicht in Frage
    > stellen. Ich möchte nur gerne verstehen was da genau darunter fällt. Die
    > Hochdrucktanks sollen meinem Kenntnisstand nach ja inzwischen nur einen
    > geringen Verlust haben. Und der energetisch höchste Verlust ensteht meines
    > Wissens nach bei der Kompression, die er hingegen ja "nur" mit 20% angibt.
    >
    Ich kann da auch nur spekulieren und nehme an, dass die erwähnte permanente Kühlung und ständige Wiederverdichtung dafür verantwortlich sein könnten?

    > > > Und wo gehen eigentlich die "verlorenen" 40% beim Elektrolyseur hin?
    > > >
    > >
    > > Letztlich sind das durch Ohmsche Widerstände im Anlagenmaterial bedingte
    > > Wärmeverluste. Die sind sehr gering, wenn man mit niedrigen Spannungen
    > > arbeitet, dann ist die Anlage aber sehr stark hinsichtlich Output
    > begrenzt,
    > > das Verhältnis Anlagengröße zu Produktionsmenge pro Zeit wird
    > > unwirtschaftlich. Also erhöht man die Spannung und lebt dann mit
    > geringerer
    > > Energieeffizienz.
    > >
    > > Ich habe aber auch schon von einer Anlage gelesen, die 70% schaffen
    > soll.
    > > Die ist aber wohl sehr teuer wegen viel Platin-Katalysatormaterial.
    > > Verbessert dann den Gesamtwirkungsgrad auf 17,5%, wenn man von 15%
    > > ausgeht.
    >
    > Danke. Ich nehme an an den angegebenen Wirkungsgraden ist eine Nutzung der
    > Abwärme sicher bereits berücksichtigt?

    Auch das weiß ich schlicht nicht, nehme aber an, dass deutsche Ingenieure in einer teuren und energieintensiven Anlage so etwas berücksichtigen würden, wenn es technisch möglich und wirtschaftlich sinnvoll wäre. Sie denken wahrscheinlich an Analogien zur Kraft-Wärme-Kopplung, wo man ja auch die höchsten Gesamtwirkungsgrade erzielt?

    De facto muss man große Elektrolyseanlagen andererseits tatsächlich kühlen und folglich müsste man auch irgendwie die Abwärme über das Kühlsystem zurückgewinnen können (z.B. durch Fernwärme o.Ä.)...

    Aber wie gesagt: Ob das in den Zahlen berücksichtigt ist weiß ich nicht.

  8. Re: Was ein Fachmann dazu sagt

    Autor: NoRitz 07.11.19 - 11:33

    Was ich noch vermisse ist die Erwähnung des Akkus, der ja auch im Wasserstoff - betriebenen Auto vorhanden ist. Zumindest ein Teil des erzeugten Stroms fließt ja zunächst in den Akku. Bei Lastspitzen wird dieser dann wieder entnommen. Es müsste sich also zur Verlustkette des Wasserstoffes der des Akkus noch addieren. Wie gesagt, habe ich bisher so noch nicht erwähnt gesehen.

  9. Re: Was ein Fachmann dazu sagt

    Autor: KingTobi 07.11.19 - 11:34

    smonkey schrieb:
    --------------------------------------------------------------------------------
    > NoRitz schrieb:
    > ---------------------------------------------------------------------------
    > -----
    > > www.wiwo.de
    > >
    > unternehmen/auto/alternative-energien-man-muss-wasserstoff-dort-einsetzen-w
    >
    > > o-er-auch-sinn-ergibt
    >
    > Er schreibt "An der Tankstelle verliert man noch einmal 30 bis 50 Prozent
    > der Energie.". Allerdings hat er in seiner Annahme ja bereits angenommen
    > das der Wasserstoff bereits zuvor komprimiert wurde. Wie erklärt sich der
    > hohe Wert von 30 - 50%?

    Ich vermute mal er meint damit das, was im letzten Abschnitt steht:
    "ber die Zapfstelle braucht nach jedem Brennstoffzellenauto 15 bis 20 Minuten, um die nächste Tankung vorzubereiten. Sie muss intern einen Druck- und Temperaturabgleich machen."

    > Und wo gehen eigentlich die "verlorenen" 40% beim Elektrolyseur hin?

    In der Regel: Wärme
    Ob man das (bei ausreichender Menge) in einer Fermwärme sinnvoll nutzen kann?

  10. Re: Was ein Fachmann dazu sagt

    Autor: smonkey 07.11.19 - 11:39

    E-Mover schrieb:
    --------------------------------------------------------------------------------
    > Auch das weiß ich schlicht nicht, nehme aber an, dass deutsche Ingenieure
    > in einer teuren und energieintensiven Anlage so etwas berücksichtigen
    > würden, wenn es technisch möglich und wirtschaftlich sinnvoll wäre. Sie
    > denken wahrscheinlich an Analogien zur Kraft-Wärme-Kopplung, wo man ja auch
    > die höchsten Gesamtwirkungsgrade erzielt?
    >
    > De facto muss man große Elektrolyseanlagen andererseits tatsächlich kühlen
    > und folglich müsste man auch irgendwie die Abwärme über das Kühlsystem
    > zurückgewinnen können (z.B. durch Fernwärme o.Ä.)...
    >
    > Aber wie gesagt: Ob das in den Zahlen berücksichtigt ist weiß ich nicht.

    Ich habe nebenbei mal ein bisschen gelesen, es scheint Hochtemperatur-Elektrolyseur zu geben die in Theorie bis 90% schaffen und in Versuchanlagen bereits 80%.
    Wie dem auch sei, im Gesamtwirkungsgrad dürfte sich das allenfalls um einzelne Prozenpunkte bemerkbar machen.

    Der erste Punkt würde mich nach wie vor brennend interessieren.

  11. Re: Was ein Fachmann dazu sagt

    Autor: tco 07.11.19 - 11:44

    NoRitz schrieb:
    --------------------------------------------------------------------------------
    > Was ich noch vermisse ist die Erwähnung des Akkus, der ja auch im
    > Wasserstoff - betriebenen Auto vorhanden ist. Zumindest ein Teil des
    > erzeugten Stroms fließt ja zunächst in den Akku. Bei Lastspitzen wird
    > dieser dann wieder entnommen. Es müsste sich also zur Verlustkette des
    > Wasserstoffes der des Akkus noch addieren. Wie gesagt, habe ich bisher so
    > noch nicht erwähnt gesehen.

    Um eine möglichst effiziente und damit konstante Brennstoffzellenleistung zu erzielen fließt meines Wissens tatsächlich der ganze Strom durch den Akkupuffer, von wo er dann in Peaks wieder abgerufen werden kann. Ich vermute aber, dass die Batterieverluste, die ja auch nicht so hoch sind, in den Wirkungsgraden der Autos bereits berücksichtigt sind.

  12. Re: Was ein Fachmann dazu sagt

    Autor: smonkey 07.11.19 - 13:42

    smonkey schrieb:
    --------------------------------------------------------------------------------
    > Er schreibt "An der Tankstelle verliert man noch einmal 30 bis 50 Prozent
    > der Energie.". Allerdings hat er in seiner Annahme ja bereits angenommen
    > das der Wasserstoff bereits zuvor komprimiert wurde. Wie erklärt sich der
    > hohe Wert von 30 - 50%?

    Langsam bekomme ich doch Zweifel an diesem Wert, den noch niemand erklären konnte.
    30-50%, das wären ca. 50 - 80 kwH pro Betankung bei ~5kg. Was bitte kann so energieintensiv sein?

    Die einzige plausible Erklärung die ich hierfür habe ist, dass er von der momentanen vermuteten sehr niedrigen Auslastung der Tankstellen ausgeht. Bei 1-2 Betankungen im Monat könnte ich mir vorstellen dass der oben genannte Energieverbrauch hinkommt. Das wäre aber kein realistisches Vergleichsszenario.



    2 mal bearbeitet, zuletzt am 07.11.19 13:43 durch smonkey.

  13. Re: Was ein Fachmann dazu sagt

    Autor: E-Mover 07.11.19 - 14:20

    smonkey schrieb:
    --------------------------------------------------------------------------------
    > smonkey schrieb:
    > ...
    > Die einzige plausible Erklärung die ich hierfür habe ist, dass er von der
    > momentanen vermuteten sehr niedrigen Auslastung der Tankstellen ausgeht.
    > Bei 1-2 Betankungen im Monat könnte ich mir vorstellen dass der oben
    > genannte Energieverbrauch hinkommt. Das wäre aber kein realistisches
    > Vergleichsszenario.

    Wenn das so wäre sollte man vielleicht erst einmal die Auslastung hochfahren anstatt für 400 Fahrzeuge noch weitere Tankstellen zu bauen? Vor allem sollte man erst mal Elektrolysewasserstoff produzieren und nicht den aus der Dampfreformation nehmen!

  14. Re: Was ein Fachmann dazu sagt

    Autor: smonkey 07.11.19 - 14:34

    E-Mover schrieb:
    --------------------------------------------------------------------------------
    > smonkey schrieb:
    > ---------------------------------------------------------------------------
    > -----
    > > smonkey schrieb:
    > > ...
    > > Die einzige plausible Erklärung die ich hierfür habe ist, dass er von
    > der
    > > momentanen vermuteten sehr niedrigen Auslastung der Tankstellen ausgeht.
    > > Bei 1-2 Betankungen im Monat könnte ich mir vorstellen dass der oben
    > > genannte Energieverbrauch hinkommt. Das wäre aber kein realistisches
    > > Vergleichsszenario.
    >
    > Wenn das so wäre sollte man vielleicht erst einmal die Auslastung
    > hochfahren anstatt für 400 Fahrzeuge noch weitere Tankstellen zu bauen? Vor
    > allem sollte man erst mal Elektrolysewasserstoff produzieren und nicht den
    > aus der Dampfreformation nehmen!

    Das ist nicht Gegenstand des Themas. Es ist nur eine Vermutung wie der Wert zustande kommen könnte. Die Zahlen zu der Auslastung habe ich aus der Luft gegriffen. Tut mir leid wenn der Eindruck entstanden ist das wären tatsächliche Zahlen.

  15. Re: Was ein Fachmann dazu sagt

    Autor: E-Mover 07.11.19 - 14:44

    smonkey schrieb:
    --------------------------------------------------------------------------------

    > ...
    > Das ist nicht Gegenstand des Themas. Es ist nur eine Vermutung wie der Wert
    > zustande kommen könnte. Die Zahlen zu der Auslastung habe ich aus der Luft
    > gegriffen. Tut mir leid wenn der Eindruck entstanden ist das wären
    > tatsächliche Zahlen.

    Nein, das hatte ich so auch nicht falsch verstanden. Aber durch Ihr Thema "Auslastung" habe ich mich einfach mal wieder gefragt, wer die Dinger eigentlich benutzt und woher der H2 überhaupt kommt. War ein wenig abgeschweift, das stimmt.

  16. Re: Was ein Fachmann dazu sagt

    Autor: tco 07.11.19 - 15:04

    smonkey schrieb:
    --------------------------------------------------------------------------------
    > smonkey schrieb:
    > ---------------------------------------------------------------------------
    > -----
    > > Er schreibt "An der Tankstelle verliert man noch einmal 30 bis 50
    > Prozent
    > > der Energie.". Allerdings hat er in seiner Annahme ja bereits angenommen
    > > das der Wasserstoff bereits zuvor komprimiert wurde. Wie erklärt sich
    > der
    > > hohe Wert von 30 - 50%?
    >
    > Langsam bekomme ich doch Zweifel an diesem Wert, den noch niemand erklären
    > konnte.
    > 30-50%, das wären ca. 50 - 80 kwH pro Betankung bei ~5kg. Was bitte kann so
    > energieintensiv sein?
    >
    > Die einzige plausible Erklärung die ich hierfür habe ist, dass er von der
    > momentanen vermuteten sehr niedrigen Auslastung der Tankstellen ausgeht.
    > Bei 1-2 Betankungen im Monat könnte ich mir vorstellen dass der oben
    > genannte Energieverbrauch hinkommt. Das wäre aber kein realistisches
    > Vergleichsszenario.

    Verluste durch Tankdiffusion könnten noch ein Faktor sein, der hier eine Rolle spielt! Und da kommt auch Ihre Annahme wieder ins Spiel:

    Nehmen wir an, dass die Diffusionsverluste druckabhängig sind (das sollte nach meinen Thermodynamik-Kenntnissen valide sein), dann führt ein ständig wechselnder Druck durch viele Betankungen zu weniger Diffusion.
    Zweitens (wahrscheinlich der größere Effekt) ist die Diffusion ganz sicher zeitanhängig, so dass bei längerer Verweilzeit im Tank und folglich geringerem Durchsatz des Tanks die Diffusionsrate je eingesetzter Wasserstoffmenge steigt. Folglich steigt der Energieverlust der Anlage.

    Ergo könnte die geringe Auslastung momentan schon eine Rolle spielen in der Rechnung, zumindest hat sie einen negativen Einfluss. Abschätzen kann ich den aber auch nicht.

  17. Re: Was ein Fachmann dazu sagt

    Autor: Dwalinn 07.11.19 - 15:09

    In Hamburg wurde der direkt lokal durch Elektrolyse hergestellt wodurch die Anzahl an täglichen Betankung auch ziemlich begrenzt war. Aus dem Bauchgefühl heraus würde ich denken das eine lokale Herstellung sich zwar Transport spart aber dafür an sich weniger effizient ist.

    Ansonsten ist das natürlich ein Henne/Ei Problem. Transporter oder LKWs kommen damit sicherlich irgendwann daher ist so eine Investition ja nicht komplett für die Tonne.

  18. Re: Was ein Fachmann dazu sagt

    Autor: smonkey 07.11.19 - 15:12

    E-Mover schrieb:
    --------------------------------------------------------------------------------
    > Nein, das hatte ich so auch nicht falsch verstanden. Aber durch Ihr Thema
    > "Auslastung" habe ich mich einfach mal wieder gefragt, wer die Dinger
    > eigentlich benutzt und woher der H2 überhaupt kommt. War ein wenig
    > abgeschweift, das stimmt.

    In Anbetracht der 392 zugelassenen FCEVs (Stand 01.01.19, KBA) und der rund 100 H²-Tankstellen dürfte der Wert real nicht viel höher sein. Und wenn man annimmt, das davon noch viele Fahrzeuge reine Vorführer sind und nicht oder nur wenig bewegt werden ist meine aus der Luft gegriffene Zahl vielleicht noch nicht mal so unwahr.

    Ansonsten ist es natürlich ein typisches Henne-Ei Problem. Ohne breitflächige Infrastruktur wird kaum jemand so ein Fahrzeug kaufen. Und ohne Nachfrage wir kaum jemand die Infrastruktur betreiben wollen. Ohne der Technik eine Sinnhaftigkeit in Abrede zustellen oder diese zuzusprechen. Fakt ist natürlich, dass die aktuelle Infrastruktur nur zum Minimum ausgelastet sein dürfte, und daher, wenn es denn überhaupt ein Ausgangswert für die Bewertung ist, kein realistisches Vergleichsszenario.

  19. Re: Was ein Fachmann dazu sagt

    Autor: smonkey 07.11.19 - 15:21

    tco schrieb:
    --------------------------------------------------------------------------------
    > Verluste durch Tankdiffusion könnten noch ein Faktor sein

    Ich habe diesbezüglich leider noch keine fundierten Zahlen gefunden. Nur relative Aussagen, dass die Diffusion stark reduziert bzw. auch vernachlässigbar gering sein. Zumindest bezogen auf die Druckwasserstoffspeicherung in Metall- und Fahrzeugtanks.
    Auch der in den Leitungen verbleibende Anteil und sich verflüchtigende Anteil soll sich unter dem Promillebereich bewegen.

    Tatsächlich gab es wohl in früheren Versuchsstadien, z.B. bei einem 7er BMW der Fall, dass nach 9 Tagen nur noch die Hälfte im Tank war. Ich denke das kann man aber allgemein als überholt betrachten.

  20. Re: Was ein Fachmann dazu sagt

    Autor: E-Mover 07.11.19 - 15:54

    smonkey schrieb:
    --------------------------------------------------------------------------------
    > tco schrieb:
    > ---------------------------------------------------------------------------
    > -----
    > > Verluste durch Tankdiffusion könnten noch ein Faktor sein
    >
    > Ich habe diesbezüglich leider noch keine fundierten Zahlen gefunden. Nur
    > relative Aussagen, dass die Diffusion stark reduziert bzw. auch
    > vernachlässigbar gering sein. Zumindest bezogen auf die
    > Druckwasserstoffspeicherung in Metall- und Fahrzeugtanks.
    > Auch der in den Leitungen verbleibende Anteil und sich verflüchtigende
    > Anteil soll sich unter dem Promillebereich bewegen.
    >
    > Tatsächlich gab es wohl in früheren Versuchsstadien, z.B. bei einem 7er BMW
    > der Fall, dass nach 9 Tagen nur noch die Hälfte im Tank war. Ich denke das
    > kann man aber allgemein als überholt betrachten.

    Ich glaube das ist ein guter zusätzlicher Aspekt von tco gewesen! Denn die Diffusion wird zumindest bei der saisonalen Speicherung immer auch als Nachteil genannt, wenngleich sie hier gegenüber Batterien sehr weit im Vorteil ist. Konkrete Zahlen habe ich aber auf die Schnelle auch nicht gefunden.

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