Top-Methoden zur Wasserstoffproduktion:Techniken und Anwendungen

Es gibt zahlreiche verschiedene Methoden zur Wasserstofferzeugung, abhängig von der Ausgangssubstanz, davon, ob das Endprodukt reiner Wasserstoff oder eine Art Wasserstoffverbindung sein soll, und von den beabsichtigten Verwendungszwecken. Die Herstellung von Wasserstofftreibstoff für Raketen oder Autos mit komprimierter Flüssigbrennstoffzelle kann durch den relativ einfachen und bekannten Prozess der Elektrolyse erfolgen, bei dem Wasser in geladenen Sauerstoff und Wasserstoffatome gespalten wird, indem ein elektrischer Strom durch das Wasser geleitet wird. Andere Formen der Wasserstofferzeugung mit einem wasserbasierten Medium umfassen die Hydrolyse mit Ammoniakboran und die modifizierte thermochemische Thermolyse, bei der Schwefel-Jod eingeführt wird, um in einem Kernreaktor Wasserstoff zu erzeugen, und die Schwefel-Jod-Verbindung anschließend zur weiteren Verwendung zurückgehalten wird.

Festoxid-Brennstoffzellen (SOFC), die Strom erzeugen, sind eine weitere alternative Energieoption, die Wasserstoffverbindungen sowohl nutzt als auch produziert, ohne dass flüssiges Wasser erforderlich ist. Sie funktionieren wie eine Batterie, mit dem Unterschied, dass ihr Input Erdgas sein kann und Kohlendioxid und Strom aus dem Tank austreten können. Es gibt viele Variationen von Festbrennstoffzellen, die meisten beinhalten die Verwendung hoher Temperaturen und einer Art teurem Schwermetall wie Platin. Eine neue Form einer Wasserstoff-Brennstoffzelle verwendet Wasser und ersetzt Platin durch ein viel kostengünstigeres Molybdän-Verbindungsmetall. Sie ist 70-mal billiger als die Verwendung von Platin und kann gleichzeitig mit Meerwasser betrieben werden.

Zu den viel langsameren Methoden zur Erzeugung von Wasserstoff in großen Mengen gehören biologische Prozesse wie die Fermentation und die Dunkelfermentation, für deren Betrieb kein Licht erforderlich ist. Mikrobielle Reaktionen, sogenannte Elektrohydrogenese, können Wasserstoff aus Abwasser erzeugen. Auch die Nutzung von Pflanzen wie Algen zur Wasserstofferzeugung ist in der Entwicklung. Im Jahr 2005 gehen Algenforscher am National Renewable Energy Laboratory (NREL) in den USA davon aus, dass ihr Wasserstofferzeugungsprojekt die Kosten auf 2,80 US-Dollar (USD) pro Kilogramm senken und es damit mit Benzin konkurrenzfähig machen wird.

Eine weitere neuartige Methode zur Wasserstofferzeugung ist die Nutzung von Solarzellenstrom. Solarkonzentratorzellen leiten elektrische Energie zu einem festen Oxid, das bei hohen Temperaturen von über 2.012° Fahrenheit (1.100° Celsius) arbeitet. Es wird erwartet, dass 50 % der Sonnenenergie in Wasserstoffenergie umgewandelt werden, was dem entsprechenden Wert entspricht. Dies wird für die Wasserstofferzeugung erforscht, da die Kosten nur 0,85 US-Dollar (USD) pro Watt betragen könnten, was mit der Effizienz von Windkraftanlagen vergleichbar ist. Die Wasserstofferzeugung kann mit vielen kostengünstigen Low-Tech- oder kostenintensiven High-Tech-Mitteln erfolgen, wobei die aktuelle Forschung ihn heute und nicht erst in ferner Zukunft zu einer praktischen alternativen Energie macht.

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