Was ist Wasserstoff?

Was ist Wasserstoff?

Illustration Wassermolekül stark vergrößert
©Fotolia/Sashkin

Wasserstoff hat das chemische Symbol H, hergeleitet von seinem lateinischen Name Hydrogenium. Es ist das mit Abstand häufigste Element im Weltall, und auf der Erde in nahezu unbegrenzten Mengen vorhanden – allerdings fast ausschließlich in chemischen Verbindungen (Wasser, Säuren, Kohlenwasserstoffe und anderen organischen Verbindungen). Wasserstoff ist ein farb- und geruchloses Gas mit hoher Energiedichte: 1 kg Wasserstoff enthält so viel Energie wie 2,8 kg Benzin. Es ist ein wichtiges Industrieprodukt und kommt in vielen Industriezweigen zum Einsatz.

Durch Zuführung von elektrischer Energie wird Wasser mittels Elektrolyse aufgespalten in Wasserstoff und Sauerstoff. Dieses Verfahren ist schon seit über 100 Jahren bekannt. Dabei wird die elektrische in chemische Energie umgewandelt und in Form von Wasserstoff gespeichert – wie Erdgas zusammengepresst unter hohem Druck oder in flüssiger Form.

Wenn die Energie dafür aus regenerativen Quellen wie Wind oder Sonne stammt, ist die Herstellung nachhaltig. Im Projekt „Grünes Gas für Bremerhaven“ soll Wasserstoff ausschließlich auf diese Weise gewonnen werden – man spricht dann von „grünem Wasserstoff“.

Mithilfe einer Brennstoffzelle kann die im Wasserstoff gespeicherte Energie wieder in elektrische Energie verwandelt werden. Dadurch kann Wasserstoff als molekularer Langzeit-Zwischenspeicher fungieren, denn er lässt sich wie Erdgas in Tanks speichern oder in das Gasnetz einspeisen. Nicht nur die Lagerung, auch der Transport über längere Strecken werden möglich – zum Beispiel auch in Regionen, in denen sich weniger Windräder drehen als in Norddeutschland.

Vielfältige Einsatzmöglichkeiten

Die Einsatzmöglichkeiten von Wasserstoff sind äußerst vielfältig: Fahrzeugantriebe für öffentliche Busse und Züge, Pkw, Fähren, Portalhubwagen zum Containertransport oder Schwertransporte könnten damit emissionsfrei arbeiten. Im Verkehrssektor kann die wasserstoffbasierte Mobilität die batterieelektrische Mobilität ergänzen – besonders bei Anwendungen, bei denen es auf Gewicht und lange Reichweite ankommt. Auch synthetische Kraftstoffe, sogenannte E-Fuels, lassen sich aus Wasserstoff herstellen. Er kann auch als Methanersatz für die Gasheizung von Gebäuden genutzt werden.

Besonders großes Potential wird dem Wasserstoff als Rohstoff für die Industrie (Stahlproduktion, chemische Industrie) zugeschrieben. Er ermöglicht die Dekarbonisierung auch langfristig weiterbestehender CO2-Quellen mittels Abscheidung und stofflicher Verwertung von CO2 (Carbon Capture and Utilization, CCU).

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