Erzeugung von Wasserstoff

Eigenschaften und Herstellung von Wasserstoff

Wasserstoff ist das häufigste Element im Universum. In gebundener Form kommt er in nahezu allen organischen Verbindungen vor. Aufgrund seines reichen Vorkommens lässt er sich prinzipiell überall auf der Erde gewinnen.

Wasserstoff (H2) hat die geringste Atommasse aller Elemente. Er ist ein farb- und geruchsloses Gas, das sich nicht von selbst entzündet und mit farbloser Flamme rückstandsfrei verbrennt. In der Natur kommt H2 ausschließlich in chemischen Verbindungen vor. Man findet ihn zum Beispiel als Wasser (H2O) oder in Methan (CH4), einem Hauptbestandteil von Erdgas. Nicht zuletzt kommt Wasserstoff in zahlreichen Mineralien vor, in der Erdatmosphäre ist er im Wasserdampf enthalten.

Verfahren der Wasserstoff-Erzeugung

Wasserstoff ist per se keine Energiequelle, sondern ein Energieträger. Mit seiner Hilfe kann Energie also gespeichert und transportiert werden. Um Wasserstoff zu gewinnen, muss zunächst Primärenergie aufgewendet werden.

Umweltfreundlich gestaltet sich die Energieerzeugung mit Wasserstoff, wenn er mithilfe erneuerbarer Energiequellen hergestellt wird.

Aktuell stammt der größte Teil des erzeugten Wasserstoffs aus fossilen Energiequellen. Vielfach entsteht er als Nebenprodukt in Prozessen der chemischen Industrie. Meist wird er dort auch wieder verbraucht. Im industriellen Maßstab wird H2 heute meistens mithilfe der katalytischen Dampfspaltung von Methan gewonnen, der sogenannten Erdgasreformation. Andere Verfahren sind die partielle Oxidation von Schweröl oder die Vergasung von Kohle. Allen Verfahren ist gemein, dass CO2 als Nebenprodukt entsteht.

Elektrolyse sorgt für "grünen" Wasserstoff

Bei der Elektrolyse wird Wasser (H2O) mit einer Flüssigkeit versetzt, die es elektrisch leitfähiger macht. Mithilfe elektrischen Stroms wird H2O in Wasserstoff (H2) und Sauerstoff (O) zerlegt. Die elektrische Energie wird dabei in chemische Energie umgewandelt, diese im Wasserstoff gespeichert. Wird für die Elektrolyse Strom aus erneuerbaren Energiequellen genutzt, fällt kein klimaschädliches CO2 an - man spricht von "grünem" Wasserstoff.

Mithilfe einer Brennstoffzelle kann das Prinzip umgekehrt werden. Die zuvor chemisch im Wasserstoff gespeicherte Energie wird wieder zu elektrischer gemacht.

Es gibt weitere Verfahren der Wasserstoff-Herstellung, wie die Vergärung von Biomasse oder das Kvaerner-Verfahren. Diese Technologien befinden sich jedoch noch in der Erprobungsphase.