Wasserstofftechnologie - Historie

Bereits 1870 ließ Jules Verne in seinem Roman »Die geheimnisvolle Insel« den amerikanischen Ingenieur Harding dozieren, »... daß Wasser eines Tages als Brennstoff dienen wird, daß Wasserstoff und Sauerstoff, aus denen es besteht, entweder zusammen oder getrennt verwendet, eine unerschöpfliche Quelle für Wärme und Licht sein werden, und zwar von einer weit größeren Kraft, als Kohle sie besitzt ...«

Die Erzeugung von Wasserstoff aus Wasser lässt sich bis ins Jahr 1800 zurückverfolgen. Graf Alessandro Volta führte erste Versuche zur Wasserstofferzeugung mittels Elektrolyse durch. Die theoretischen Grundlagen dafür formulierte 1820 Michael Faraday. Der großtechnische Einsatz der Wasserstoffherstellung durch Elektrolyse begann im Jahr 1890 mit dem Einsatz von Luftschiffen. Durch die Entwicklung der ersten Generatoren durch Werner von Siemens stand nun ausreichend Energie für die Gewinnung von größeren Mengen Wasserstoff zur Verfügung, so dass große Anlagen mit einer Leistung von bis zu 10 000 m³ pro Stunde entstanden.

Wasserstofferzeugung heute

Wasserstoff wird durch die Elektrolyse von Wasser erzeugt, d.h. Wasser wird in seine Bestandteile Sauerstoff und Wasserstoff aufgespalten. Praktisch erfolgt dieser Vorgang in einem Wasserelektrolyseur. Damit sich beide Gase nicht zu Knallgas verbinden, besteht die Anlage aus zwei Halbzellen, die durch poröse Scheidewände getrennt sind. Die Scheidewand ist undurchlässig für beide Gase, lässt aber einen Ionenaustausch zu. Die Elektroden (Anode und Kathode) liegen eng an der Scheidewand an, um den Elektrolytwiderstand klein zu halten.

Technisch interessant sind drei Verfahren zur Wasserelektrolyse: Die saure Membranelektrolyse, die alkalische Elektrolyse und die Hochtemperaturelektrolyse.

Der Wirkungsgrad liegt bei über 90 %, der spezifische Energiebedarf zur Herstellung von 1 Nm³ (Normkubikmeter) liegt bei ca. 4 kWh. Besonders umweltfreundlich lässt sich Wasserstoff herstellen, indem der zur Elektrolyse genutzte Strom solar, durch Wind oder durch Wasserkraft erzeugt wird. 1 Nm³ Wasserstoff entspricht einem Energiegehalt von etwa 3,5 kWh. Da uns Wasser unbegrenzt zur Verfügung steht und bei der Elektrolyse kein CO2 entsteht, wird die Bedeutung für die zukünftige Energieversorgung sichtbar. Der solar erzeugte Wasserstoff ist die umweltfreundliche Energiequelle der Zukunft!