Wasserstoff - Herstellung
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https://de.wikipedia.org/wiki/Wasserstoff
Was ist Wasserstoff
Wasserstoff ist das häufigste chemische Element im Universum, jedoch nicht in der Erdrinde. Er ist Bestandteil des Wassers und beinahe aller organischen Verbindungen. Somit kommt gebundener Wasserstoff in sämtlichen lebenden Organismen vor.
Wasserstoff ist das chemische Element mit der geringsten Atommasse. Sein häufigstes Isotop, das auch als Protium bezeichnet wird, enthält kein Neutron, sondern besteht aus nur einem Proton und einem Elektron. Unter Bedingungen, die normalerweise auf der Erde herrschen (siehe auch Normalbedingungen), kommt nicht dieser atomare Wasserstoff H vor, sondern der molekulare Wasserstoff H2, ein farb- und geruchloses Gas. Bei bestimmten chemischen Reaktionen tritt Wasserstoff vorübergehend atomar als H auf, bezeichnet als naszierender Wasserstoff. In dieser Form reagiert er besonders stark mit anderen Verbindungen oder Elementen.
Eine Wasserstoffgewinnung mit Hilfe Erneuerbarer Energien ist nötig um "grünen" (umweltfreundlich hergestellten Wasserstoff) zu gewinnen.
Neu und noch weitgehend unerforscht ist die Herstellung mit Grünalgen.
https://de.wikipedia.org/wiki/Wasserstoffherstellung
Hier nur kurze Ausschnitte der Webseite:
Mit Wasserstoffherstellung wird die Bereitstellung von molekularem Wasserstoff (H2) bezeichnet. Als Rohstoffe können Erdgas (vor allem Methan (CH4)), andere Kohlenwasserstoffe, Biomasse, Wasser (H2O) und andere wasserstoffhaltige Verbindungen eingesetzt werden. Als Energiequelle dient chemische Energie oder von außen zugeführte elektrische, thermische oder solare Energie.
Herstellungsverfahren
Nachfolgend werden Wasserstoffherstellungsverfahren erläutert, die teils im industriellen Maßstab eingesetzt werden, sich aber teilweise noch in der Entwicklung befinden. Unterschieden wird zwischen Verfahren, die Kohlenwasserstoffe und ähnliche Verbindungen einsetzen, und solchen, die mit verschiedenen Methoden Wasserstoff aus Wasser abspalten.
Liste der Wasserstofftechnologien
https://de.wikipedia.org/wiki/Liste_der_Wasserstofftechnologien
In der Liste der Wasserstofftechnologien sind Verfahren zur Gewinnung, Speicherung und Nutzung von Wasserstoff aufgeführt.
z.B.
Wasserspaltung
Bei der Wasserspaltung dient Wasser als Wasserstofflieferant.
Mit Hilfe von elektrischem Strom wird in einem Elektrolyseur aus dem Wasser der Energieträger Wasserstoff sowie Sauerstoff erzeugt. Bei verschiedenen chemischen Verfahren, bei denen die Elektrolyse für die Erzeugung anderer Verbindungen eingesetzt wird, kann Wasserstoff als Nebenprodukt anfallen.
Bei der Verwendung von Kohlenwasserstoffen und bei der Elektrolyse wird indirekt vor allem Sonnenenergie verwendet, da diese beispielsweise Voraussetzung für das Entstehen von Kohle, Erdöl und Erdgas ist. Aber auch eine mehr oder weniger direkte Verwendung der Sonnenenergie ist möglich. Bei thermochemischen Verfahren zum Spalten von Wasser in Wasserstoff sind sehr hohe Temperaturen notwendig, die zum Beispiel durch Konzentrieren der Sonnenstrahlung möglich werden. Auch biologische Verfahren sind in der Entwicklung, bei denen die während der Photosynthese stattfindende Wasserspaltung zur Erzeugung von Wasserstoff genutzt werden kann.
Direkte Verwendung finden die Photonen des Sonnenlichts bei der photokatalytischen Wasserspaltung. Die Photonen erzeugen dabei Elektron-Loch-Paare, deren Energie direkt dafür genutzt werden kann, Wasser in seine Bestandteile zu zerlegen.
Elektrolyse von Wasser
Diese Form der Umwandlung von Wasser in Wasserstoff wurde erstmals um 1800 von dem deutschen Chemiker Johann Wilhelm Ritter nachgewiesen. Die Reaktion findet in einem mit leitfähigen Elektrolyten (Salze, Säuren, Basen) gefüllten Gefäß statt, in dem sich zwei Elektroden befinden, die mit Gleichstrom betrieben werden. Unter alkalischen Bedingungen läuft der Herstellungsprozess dabei in zwei Teilreaktionen ab:
An der Anode werden im Prinzip Elektronen abgegeben, die von der Kathode wieder aufgenommen werden. In der Gesamtreaktion entsteht aus Wasser also molekularer Wasserstoff und molekularer Sauerstoff.
https://www.pangas.ch/de/images/Technologie1_tcm553-115951.pdf
Interessantes PDF zum herunterladen zu Wasserstoff-Erzeugung bis Speicherung
Energie - Wasserstoff - Herstellung
Dampfreformierung
Bei der Dampfreformierung werden Kohlenwasserstoffe durch allotherme oder autotherme Reaktion in Wasserstoff umgewandelt.
Partielle Oxidation
Bei der partiellen Oxidation wird Wasserstoff aus Kohlenwasserstoffen wie Erdgas oder Heizöl unter Sauerstoffmangel in einem exothermen Prozess umgesetzt.
Autotherme Reformierung
Die autotherme Reformierung ist eine Kombination aus Dampfreformierung und partieller Oxidation, um den Wirkungsgrad zu optimieren.
Kværner-Verfahren
Das vom norwegischen Unternehmen Kværner entwickelte Verfahren trennt Kohlenwasserstoffe in einem Plasmabrenner bei 1600 °C vollständig in Aktivkohle (reinen Kohlenstoff) und Wasserstoff.
Pyrolyse und Biomassevergasung
Bei der Pyrolyse wird Wasserstoff durch eine thermo-chemische Spaltung organischer Verbindungen erzeugt. Im Gegensatz zur Vergasung und zur Verbrennung geschieht dies ausschließlich unter der Einwirkung von Wärme und ohne zusätzlich zugeführten Sauerstoff.
Fermentation
Bei der Fermentation wird Wasserstoff durch anaerobe Mikroorganismen direkt aus Biomasse gewonnen.
Eine sehr gute Seite dazu: https://emcel.com/de/biowassersstoff/
Wasser-Elektrolyse
Bei der Wasser-Elektrolyse wird Wasserstoff mit einem Elektrolyseur durch elektrischen Strom erzeugt, der an zwei sich in Wasser befindende Elektroden angelegt wird.
Hochtemperatur-Elektrolyse
Wasser-Elektrolyse, bei der durch hohe Temperaturen (bis 900 °C) der Wirkungsgrad verbessert wird
Chloralkali-Elektrolyse
Bei der Chloralkali-Elektrolyse entstehen Wasserstoff und Chlor als Nebenprodukte der Herstellung von Natron- und Kalilauge in der Chemischen Industrie
Thermochemische Herstellung
Oberhalb einer Temperatur von 1.700 °C vollzieht sich die direkte Spaltung von Wasserdampf in Wasserstoff und Sauerstoff. Dieses Verfahren ist interessant in Verbindung mit Solarturmkraftwerken.
Photobiologische Herstellung
Bei der photobiologischen Herstellung von Wasserstoff nehmen Algen Sonnenlicht auf. Durch die Beeinflussung der von ihnen betriebenen Photosynthese wird die Spaltung von Wasser in Wasserstoff und Sauerstoff erreicht.
Biowasserstoffherstellung
Als Biowasserstoff wird Wasserstoff (H2) bezeichnet, der aus Biomasse oder mittels lebender Biomasse hergestellt wird.
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Endlich Grüner Wasserstoff! So gewinnen deutsche Forscher emissionsfrei Wasserstoff
Wasserstoff könnte der Schlüssel zur Bekämpfung des Klimawandels sein. Allerdings ist seine Herstellung bisher ganz und gar nicht grün. Aber: Deutschen Forschern ist es gelungen, emissionsfrei Wasserstoff herzustellen. Das könnte natürlich alles ändern!
Wie wird Wasserstoff hergestellt?
Moin, bei 3:30 ist uns ein Fehler unterlaufen. Für die Gesamtreaktion müsste es auf der rechten Seite natürlich H2 + 1/2 O2 heißen. Sorry an der Stelle!
folgende Videos sollen zum Verstehen dienen. Nachmachen wird abgeraten, Wasserstoff ist exposiv!
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