Wasserstoff

Wasserstoff ist das leichteste Element und das häufigste im Universum. In seiner reinen Form, als farbloses geruchloses Gas, kommt es auf der Erde fast überhaupt nicht vor. Das liegt daran, dass Wasserstoff in der Atmosphäre durch natürliche Prozesse rasch entfernt wird. Außerdem werden einzelne Wasserstoff-Moleküle (H2) so wenig von der Erdanziehungskraft gehalten, dass sie aus der Atmosphäre in den Weltraum entweichen können. Um Wasserstoff nutzen zu können, müssen wir ihn also herstellen.

Wasserstofferzeugung

Wasserstoff wird auch heute schon als Rohstoff benötigt, besonders in der chemischen Industrie. Er wird auf ganz unterschiedliche Arten hergestellt, die unterschiedlich viel Energie brauchen. Bei der Herstellung aus fossilen Rohstoffen entsteht CO2, das in die Atmosphäre gelangt und zum Klimawandel beiträgt. In der politischen Diskussion über die verschiedenen Methoden zur Wasserstofferzeugung werden dem Wasserstoff Farben zugeordnet. Die wichtigsten sind hier gezeigt. Da bei der Förderung und beim Transport von Erdgas das Treibhausgas Methan in die Atmosphäre gelangen kann, ist nur grüner Wasserstoff wirklich klimaneutral.

Wasserstoff als Energiespeicher

Wenn irgendwo viel Wind weht und die Sonne scheint, kann sehr viel Strom aus erneuerbaren Quellen produziert werden. Was zu diesem Zeitpunkt nicht nutzbar ist, kann zur Herstellung von Wasserstoff eingesetzt werden. Der Wasserstoff kann über weite Entfernungen transportiert und später zur Stromerzeugung verwendet werden. Der Wasserstoff kann auch als Brennstoff verwendet werden, zum Beispiel in der Stahlerzeugung. Außerdem kann er zusammen mit CO2 als Grundstoff in der Chemieindustrie verwendet werden.

Elektrolyse

Im Chemie-Unterricht in der Schule wird Wasserstoff in einem solchen Behälter gewonnen. Zwei Elektroden leiten Strom durch Wasser. Der Sauerstoff entsteht an der Anode und der Wasserstoff an der Kathode. Mit dieser Methode lassen sich aber nur kleine Mengen herstellen. Um Wasserstoff auf kleinem Raum und in großen Mengen erzeugen zu können, sind kompakte Zellen entwickelt worden. Sie bestehen aus flachen Elektroden, die durch eine dünne Membran getrennt sind.

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