Was sind die Methoden zur Wasserstofferzeugung?
Wasserstoff wird als Nebenprodukt industrieller Prozesse erzeugt oder als separater Prozess zur Verwendung in Wasserstoffbrennstoffzellen geerntet. Die Wasserstofferzeugung erfolgt auf verschiedene Weise. Einige der gebräuchlichsten Methoden umfassen Dampfreformieren, Wasserstoffprise, Elektrolyse und Thermolyse oder Biowasserstoffproduktion.
Die Dampfreformierung ist das am häufigsten verwendete Verfahren zur Gewinnung des im Rahmen industrieller Prozesse erzeugten Wasserstoffs. Unter Verwendung von Nickel als Katalysator interagiert Dampf bei hohen Temperaturen mit Methanol, um Wasserstoff und Kohlenmonoxid zu erzeugen. Bei niedrigeren Temperaturen kann das resultierende Kohlenmonoxid weiter reformiert werden, um Wasserstoff und Kohlendioxid zu erzeugen. Dieses Verfahren zur Wasserstoffherstellung weist einen Wirkungsgrad von 65% bis 75% auf.
Eine weitere Methode zur Wasserstofferzeugung nennt man Wasserstoff-Prise. Dieser Prozess verschiebt die Verwendung des Wasserstoffs in allen Bereichen des Hydrocrackprozesses. Ziel ist es, einen endgültigen Prozess zu schaffen, der keinen Wasserstoff erzeugt oder abgibt. Jeglicher überschüssiger Wasserstoff wird aufgefangen und für andere Zwecke verwendet.
Durch Elektrolyse und Thermolyse wird industriell Wasserstoff erzeugt. Diese Methode wird auch als Wasserspaltung bezeichnet und trennt Wasserstoffmoleküle von Sauerstoffmolekülen im Wasser, indem elektrischer Strom durch das Wasser geleitet wird. Während der Elektrolyseteil des Verfahrens ohne zusätzliche Wärme wirksam sein kann, erhöhen die hohen Thermolysetemperaturen die Wasserstoffausbeute erheblich. In einigen Fällen wurde Urin anstelle von Wasser verwendet, wodurch der Prozess um 332% effizienter wurde.
Bei der Herstellung von Biowasserstoff entsteht durch biologische Prozesse verwertbarer Wasserstoff. Durch Fermentation, Enzymreaktionen und Elektrohydrogenese kann Wasserstoff aus biologischen Materialien und Abfallprodukten hergestellt werden. Bei der Fermentation werden durch Bakterien biologische Materialien abgebaut, wobei Wasserstoff entsteht. Enzymatische Reaktionen nutzen Enzyme, um aus Zuckerprodukten Wasserstoff zu erzeugen. Die Elektrohydrogenese ist ein Bioelektrolyseprozess, der das Ergebnis von Mikroben und der Zersetzung von Abwasser oder Pflanzenmaterialien ist.
Während es bereits als sauberer Energieträger für einige industrielle Prozesse eingesetzt wird, müssen kosteneffiziente Methoden zur Massenproduktion von Wasserstoff entwickelt werden, damit es wirklich als wettbewerbsfähige Brennstoffoption angesehen werden kann. Durch die Weiterentwicklung und Erforschung von Wasserstoffproduktionsmethoden ist es möglich, eine wasserstoffbasierte Wirtschaft zu schaffen und die Abhängigkeit von fossilen Brennstoffen zu verringern. Wenn bessere und effizientere Verfahren zur Herstellung von Wasserstoff entdeckt werden, können diese Ressourcen als alternative Brennstoffquellen verwendet werden. Mit diesem alternativen Kraftstoff können Wasserstoffautos, Industrieausrüstungen und andere saubere Energiegeräte betrieben werden.