Was sind die verschiedenen Methoden zur Wasserstofferzeugung?
Die verschiedenen Methoden zur Wasserstofferzeugung sind zahlreich, je nach Ausgangsstoff, ob das Endprodukt reiner Wasserstoff oder irgendeine Art von Wasserstoffverbindung sein soll und welche Verwendungszwecke vorgesehen sind. Die Herstellung von Wasserstoffbrennstoff für Raketen oder Autos mit komprimierten Flüssigbrennstoffzellen kann durch das relativ einfache und bekannte Verfahren der Elektrolyse erfolgen, bei dem Wasser in geladene Sauerstoff- und Wasserstoffatome aufgespalten wird, indem ein elektrischer Strom durch dieses geleitet wird. Andere Formen der Wasserstofferzeugung mit einem Medium auf Wasserbasis umfassen die Hydrolyse unter Verwendung von Ammoniakboran und die modifizierte thermochemische Thermolyse, bei der Schwefeljod eingeführt wird, um Wasserstoff in einem Kernreaktor zu erzeugen, und die Schwefeljodverbindung anschließend zur weiteren Verwendung zurückgehalten wird.
Festoxidbrennstoffzellen (SOFC), die Elektrizität erzeugen, sind eine weitere Alternative zur Energiegewinnung, bei der Wasserstoffverbindungen verwendet und produziert werden, ohne dass flüssiges Wasser erforderlich ist. Sie arbeiten wie eine Batterie, außer dass sie Erdgas und Kohlendioxid und Elektrizität abgeben können. Es gibt viele Variationen bei Festbrennstoffzellen, die zumeist die Verwendung von hohen Temperaturen und einer Art teurem Schwermetall wie Platin beinhalten. Eine neue Form der Wasserstoffbrennstoffzelle verwendet Wasser und ersetzt das Platin durch ein viel billigeres Molybdänverbindungsmetall. Sie ist 70-mal billiger als die Verwendung von Platin und kann gleichzeitig mit Meerwasser betrieben werden.
Viel langsamere Verfahren zur Erzeugung von Wasserstoff in großen Mengen umfassen die Verwendung von biologischen Prozessen wie Fermentation und Dunkelfermentation, für deren Betrieb keine Anwesenheit von Licht erforderlich ist. Mikrobielle Reaktionen, die als Elektrohydrogenese bezeichnet werden, können aus Abwasser Wasserstoff erzeugen. Die Verwendung von Pflanzen wie Algen zur Wasserstofferzeugung ist ebenfalls in der Entwicklung. Im Jahr 2005 werden Algenforscher des National Renewable Energy Laboratory (NREL) in den USA mit ihrem Projekt zur Wasserstofferzeugung die Kosten auf 2,80 US-Dollar (USD) pro Kilogramm senken, was die Wettbewerbsfähigkeit gegenüber Benzin erhöht.
Eine weitere neuartige Methode zur Erzeugung von Wasserstoff ist die Verwendung von Solarzellenstrom. Solarkonzentratorzellen leiten elektrische Energie an ein festes Oxid weiter, das bei hohen Temperaturen von über 1.100 ° Celsius betrieben wird. Die Erwartung ist, dass 50% der Sonnenenergie in einen äquivalenten Wert in Wasserstoff umgewandelt werden. Dies wird derzeit für die Wasserstofferzeugung untersucht, da die Kosten nur 0,85 US-Dollar (USD) pro Watt betragen könnten, was mit dem Wirkungsgrad von Windkraftanlagen vergleichbar ist. Die Wasserstofferzeugung kann mit vielen kostengünstigen, Low-Tech- oder High-Tech-Mitteln erfolgen, wobei die derzeitige Forschung es heute und nicht in ferner Zukunft zu einer praktischen alternativen Energie macht.