Wissenswertes zum Thema Wasserstoff und Brennstoffzellen
1 Einleitung: Rettet Wasserstoff das Klima?
2 Energieversorgung von der Steinzeit bis heute
- 2 Energieversorgung von der Steinzeit bis heute
- 2.1 Der Energiebedarf wächst
- 2.2 Heutige Energiequellen
- 2.3 Grenzen der heutigen Energieversorgung
- 2.4 Ausweg Atomenergie?
- 2.5 Das richtige Timing: Speicher und Lastmanagement
- 2.6 Zukunftsszenarien für die Energiewende
- 2.7 Der Beginn der solaren Wasserstoffwirtschaft
- 2.8 Die Nationale Wasserstoffstrategie
3 Wasserstoff und seine Eigenschaften
4 Gewinnung von Wasserstoff
- 4 Gewinnung von Wasserstoff
- 4.1 Zukünftiger Wasserstoffbedarf
- 4.2 Herstellungsprozesse im Überblick
- 4.2.1 Die Elektrolyse: Hoffnungsträger für grünen Wasserstoff
- 4.2.1.1 Die Elektrolyse: Hoffnungsträger für grünen Wasserstoff
- 4.2.2 Reformierung von Kohlenwasserstoffen
- 4.2.2.1 Dampfreformer
- 4.2.2.2 Partielle Oxidation
- 4.2.2.3 Autothermer Reformer
- 4.2.3 Pyrolytische Prozesse auf Basis fester Kohlenwasserstoffe
- 4.2.4 Methanpyrolyse: Ein Traum in türkis
- 4.2.5 Kværner-Verfahren
- 4.2.6 Mikrobiologische Herstellung: Von Natur aus grün
- 4.2.7 Dissoziation: Wasserstoff aus dem Solarturm
- 4.2.8 Methanhydrat: Wasserstoff aus der Tiefsee?
- 4.3 Reinigung
- 4.4 Herstellungskosten
5 Speicherung von Wasserstoff
6 Transporte
7 Tankstellen-Infrastruktur
9 Brennstoffzelle
10 Einsatzgebiete
11 Wasserstoffmotor
12 Wasserstoff für die Industrie
13 Katalytischer Brenner
14 Kosten der Wasserstofftechnologien
15 Fazit und Ausblick
16 Anhang
17 Literatur
Teil 4.3.1 | Anforderungen an die Reinheit
Bereits geringe Spuren von Kohlenstoffmonoxid können die Aktivität der Katalysatoren einiger Brennstoffzellen stark beeinträchtigen. Bei Niedertemperatur-PEM-Brennstoffzellen (PEM: Polymer Elektrolyte Membrane) wird beispielsweise ein CO-Volumenanteil von 10 ppm als obere Grenze angesehen.
Insbesondere beim Einsatz von flüssigem, tiefkaltem Wasserstoff sind die Reinheitsanforderungen hoch, da alle anderen Stoffe (außer Helium) bei Temperaturen von -253 °C fest sind. Das bedeutet, sogar Stickstoff und Sauerstoff sammeln sich als Feststoff am Boden der Tanks. Sie können dann Leitungen verstopfen und Ventile blockieren. Größere Sauerstoffmengen sind darüber hinaus kritisch, weil sie mit dem Wasserstoff reagieren können.
Wenn lediglich geringe Kraftstoffmengen verbraucht werden (wie bei Autos), ist das noch recht unproblematisch. Schwieriger wäre es jedoch beispielsweise bei Flugzeugen, die einen sehr hohen Durchsatz hätten. Ein Langstreckenflugzeug (10.000 km Entfernung) könnte zum Beispiel etwa 45.000 Kilogramm beziehungsweise 635.000 Liter flüssigen Wasserstoff pro Flug verbrauchen (entsprechend 116.000 kg Kerosin). Bei 300 Flügen im Jahr betrüge der Gesamtverbrauch etwa 190 Mio. Liter LH2. Wenn ein Anteil von 0,3 vpm O2 im Kraftstoff enthalten wäre (Wasserstoff 6.0), würde sich in einem Jahr eine Menge von 57 Litern O2 im Kraftstoffsystem ansammeln.