Wasserstoff & Brennstoffzelle

Warum Wasserstoff ?

Wasserstoff als Energieträger ist schon lange bekannt und wird seit Jahrzehnten erforscht. Bereits 1874 nannte Jules Verne in seinem Buch „Die geheimnisvolle Insel“ Wasserstoff den Energieträger der Zukunft. Anderthalb Jahrhunderte später ist Wasserstoff kurz davor industriell hergestellt zu werden und bietet zahlreiche Vorteile gegenüber anderen Energieträgern:

  •  CO2-neutral
  • Nahezu unbegrenzt verfügbar
  • Leicht zu speichern und zu transportieren
  • Vielfältig einsetzbar 

Aufgrund dieser Eigenschaften ist Wasserstoff eine Schlüsseltechnologie der Energiewende.

Warum jetzt?

Über fast eine Millionen Jahre hielt sich die CO2-Konzentration nahezu konstant. Jedoch sind durch die Verbrennung fossiler Energieträger Unmengen an CO2 produziert worden, sodass wir das Allzeithoch der vergangenen Millionen Jahre innerhalb von 200 Jahren fast verdoppelt haben. Da die Temperatur unseres Planeten direkt mit dem CO2-Konzentration in der Atmosphäre korreliert sind wir gezwungen zu handeln. Auch die Politik hat dies erkannt und das Pariser Klimaabkommen verabschiedet.
Wir sind uns sicher, dass ohne Wasserstoff keine vollständige Energiewende möglich sein wird. Deswegen ist es jetzt Zeit zum Handeln.

Woher stammt der Wasserstoff?

Wasserstoff existiert nicht in reiner Form auf der Erde, da es geneigt ist kovalente Verbindungen mit hauptsächlich Nichtmetallen zu bilden. Diese Verbindungen lassen sich in einer Vielzahl hier auf der Erde finden. Zum Beispiel mit Sauerstoff bildet es Wasser (H2O) und mit Kohlenstoff bildet es Methan (CH4).

Hergestellt werden kann Wasserstoff durch unterschiedlichste Verfahren. Hierbei ist die Elektrolyse eine CO2-neutrale Variante, die überall in der Welt angewendet werden kann und langfristig den Wasserstoffbedarf decken kann. Bei der Elektrolyse wird Wasser durch anlegen einer Spannung in Sauerstoff und Wasserstoff zerlegt. Eine ebenfalls heute noch verbeitete Methode ist Gewinnung mittels Dampfreformation.

Wie funktioniert eine Brennstoffzelle ?

Brennstoffzellen wandeln Wasserstoff in Strom um. Hierbei entsteht als Abfallprodukt lediglich Wasser. Dies geschieht mithilfe durch eine sogenannte Proton-Exchange-Membrane (PEM). Dabei wird H2 in H+ Ionen umgewandelt und durch eine Protonen durchlässige Schicht geschickt. Die Elektronen müssen um die Schicht herum wandern und erzeugen so einen Stromkreislauf. Auf der anderen Seite wird Luft zugeführt und Wasser bildet sich.

Wasserstoff in Fahrzeugen?

In der Mobilität gibt es schon eine Vielzahl an Anwendungen. Diese reichen von PKWs über Busse bis hin zu Zügen. Fahrzeuge mit Wasserstoffantrieb werden als FCEV (Fuel Cell Electric Vehicles) bezeichnet. Wichtigster Bestandteil hierbei ist die Brennstoffzelle, die den Strom für die Elektromotoren produziert. Daher verhält sich die Fahrdynamik sehr ähnlich zu batteriebetriebenen Fahrzeugen. Eine häufige Fehlinterpretation ist, dass es sich bei der Batterie und der Brennstoffzelle um konkurrierende Technologien handelt. Vielmehr ergänzen sie sich anwendungsfallspezifisch oder können wie beim Ansatz der e.GO REX kombiniert werden.