Liste der Wasserstofftechnologien

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In der Liste der Wasserstofftechnologien sind alle bekannten Technologien, die sich mit Wasserstoff befassen, aufgeführt, intern verlinkt und kurz beschrieben.

Technologien der Wasserstoffherstellung[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Hauptartikel: Wasserstoffherstellung
Technologie Kurzbeschreibung
Dampfreformierung Bei der Dampfreformierung werden Kohlenwasserstoffe durch allotherme oder autotherme Reaktion in Wasserstoff umgewandelt.
Partielle Oxidation Bei der partiellen Oxidation wird Wasserstoff aus Kohlenwasserstoffen wie Erdgas oder Heizöl unter Sauerstoffmangel in einem exothermen Prozess umgesetzt.
Autotherme Reformierung Die autotherme Reformierung ist eine Kombination aus Dampfreformierung und partieller Oxidation, um den Wirkungsgrad zu optimieren.
Kværner-Verfahren Das vom norwegischen Unternehmen Kværner entwickelte Verfahren trennt Kohlenwasserstoffe in einem Plasmabrenner bei 1600 °C vollständig in Aktivkohle (reinen Kohlenstoff) und Wasserstoff.
Pyrolyse und Biomassevergasung Bei der Pyrolyse wird Wasserstoff durch eine thermo-chemische Spaltung organischer Verbindungen erzeugt. Im Gegensatz zur Vergasung und zur Verbrennung geschieht dies ausschließlich unter der Einwirkung von Wärme und ohne zusätzlich zugeführten Sauerstoff.
Fermentation Bei der Fermentation wird Wasserstoff durch anaerobe Mikroorganismen direkt aus Biomasse gewonnen.
Wasser-Elektrolyse Bei der Wasser-Elektrolyse wird Wasserstoff mit einem Elektrolyseur durch elektrischen Strom erzeugt, der an zwei sich in Wasser befindende Elektroden angelegt wird.
Hochtemperatur-Elektrolyse Wasser-Elektrolyse, bei der durch hohe Temperaturen (bis 900 °C) der Wirkungsgrad verbessert wird
Chloralkali-Elektrolyse Bei der Chloralkali-Elektrolyse entstehen Wasserstoff und Chlor als Nebenprodukte der Herstellung von Natron- und Kalilauge in der Chemischen Industrie
Thermochemische Herstellung Oberhalb einer Temperatur von 1.700 °C vollzieht sich die direkte Spaltung von Wasserdampf in Wasserstoff und Sauerstoff. Diese Technologie ist interessant in Verbindung mit Solarturmkraftwerken.
Photobiologische Herstellung Bei der photobiologischen Herstellung von Wasserstoff nehmen Algen Sonnenlicht auf. Durch die Beeinflussung der von ihnen betriebenen Photosynthese wird die Spaltung von Wasser in Wasserstoff und Sauerstoff erreicht.
Biowasserstoffherstellung Als Biowasserstoff wird Wasserstoff (H2) bezeichnet, der aus Biomasse oder mittels lebender Biomasse hergestellt wird.

Technologien der Wasserstoffspeicherung[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Hauptartikel: Wasserstoffspeicherung
Technologie Kurzbeschreibung
Druckspeicher Wasserstoff wird unter hohem Druck (bis zu 800 bar) in Kunststoffbehältern gelagert. Geringes Gewicht, gut geeignet für kleine Mengen. Verwendung z. B. für Fahrzeugtanks
Flüssigspeicher Wasserstoff wird verflüssigt (LH2) und unter Umgebungsdruck bei tiefen Temperaturen (Siedepunkt −252,8 °C, 20,4 K) gelagert. Gut geeignet für große Mengen. Verwendung z. B. für Wasserstofftankstellen
Metallhydridspeicher Der Wasserstoff wird in den Lücken eines (kalten) Metallgitters eingelagert und bei Erwärmung des Speichers wieder abgegeben. Hohes Gewicht. Verwendung z. B. in U-Booten
Speicherung durch Adsorption Anlagerung von Wasserstoffmolekülen an die Oberflächen von Stoffen mit hoher innerer Oberfläche wie z. B. Zeolithe, Metal Organic Frameworks oder Carbon Nanotubes.
Reversibel chemisch gebundener Wasserstoff Speicherung beispielsweise in Form von Flüssigen Organischen Wasserstoffspeichern (z. B. Dibenzyltoluol) oder Ameisensäure.
Irreversibel chemisch gebundener Wasserstoff Speicherung beispielsweise in Form von Methanol oder Methan.

Technologien der Wasserstoffverteilung und Infrastruktur[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Technologie Kurzbeschreibung
Ionischer Verdichter Verdichtung von Wasserstoff auf bis zu 900 bar (GH2)
Kolbenverdichter Verdichtung von Wasserstoff auf bis zu 850 bar (GH2)
Wasserstoffverflüssiger Verflüssigung von Wasserstoff (LH2)
Wasserstofftankfahrzeuge Tankfahrzeuge für Flüssig- oder Druckwasserstoff
Wasserstoffpipelines Transport und Speicherung von Wasserstoff in Rohrleitungen
Wasserstofftankstellen Öffentliche Wasserstofftankstellen sind meist den Tankstellen fossiler Treibstoffe angegliedert. Je nach regionalem Bedarf verkaufen sie Flüssigwasserstoff (LH2) oder Druckwasserstoff (GH2 350 bar oder 700 bar). Das Netz der Wasserstofftankstellen in Deutschland befindet sich im Ausbau.[1]
Hydrogen highway Anordnung von Wasserstofftankstellen innerhalb der Fahrzeugreichweiten, die es ermöglicht, mit Wasserstofffahrzeugen größere Strecken zurückzulegen.

Technologien der Wasserstoffnutzung[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Brennstoffzellen[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Hauptartikel: Brennstoffzelle
Technologie Kurzbeschreibung
Alkalische Brennstoffzelle (AFC) Alkalischer Elektrolyt. Verwendung in der Raumfahrt und als U-Boot-Antrieb
Polymerelektrolyt-Brennstoffzelle (PEMFC) Verwendung in Brennstoffzellenfahrzeugen (Wirkungsgrad elektrisch bis 60 %)
Direktmethanol-Brennstoffzelle (DMFC) Verwendung für die Stromversorgung von Laptops und anderen mobilen Geräten
Phosphorsäure-Brennstoffzelle (PAFC) Verwendung als Blockheizkraftwerk
Schmelzkarbonat-Brennstoffzelle (MCFC) Kann neben Wasserstoff auch direkt mit Erdgas oder Biogas betrieben werden. Verwendung in größeren Blockheizkraftwerken
Festoxid-Brennstoffzelle (SOFC) Kann neben Wasserstoff auch direkt mit Erdgas, Biogas oder Propangas betrieben werden. Verwendung zur Stromerzeugung und in Blockheizkraftwerken. Kann wegen der hohen Ausgangstemperaturen in Heizkraftwerken auch mit nachgeschalteter Turbine betrieben werden.

Fahrzeugantriebe[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Hauptartikel: Wasserstoffantrieb
Technologie Kurzbeschreibung
Brennstoffzellen-PKW Elektrofahrzeug, dessen Energie durch eine Brennstoffzelle erzeugt wird.
Brennstoffzellen-Busse Verwendung in einigen Großstädten, z. B. Hamburg
Brennstoffzellen-Schienenfahrzeuge Schienenfahrzeuge, die mit Brennstoffzellen angetrieben werden
Brennstoffzellen-Zweiräder Fahrräder und Motorroller, die mit Brennstoffzellen angetrieben werden
Wasserstoffverbrennungsmotor Modifizierter Otto-Motor, der mit Wasserstoff betrieben wird

Sonstige Antriebe[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Hauptartikel: Wasserstoffantrieb
Technologie Kurzbeschreibung
Raketenantriebe Raketentriebwerke, die Wasserstoff und Sauerstoff als Treibstoff verwenden
Antriebe für Überwasserschiffe Schiffe, die mit Brennstoffzellen oder wasserstoffmotor angetrieben werden
Antriebe für U-Boote U-Boote, die im Tauchbetrieb mit Brennstoffzellen angetrieben werden, um damit bis zu 2 Wochen unter Wasser bleiben zu können.
Flugzeugantriebe Bemannte und unbemannte Flugzeuge, die mit Brennstoffzellen oder Wasserstoffmotor angetrieben werden

Blockheizkraftwerke, Stromaggregate[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Technologie Kurzbeschreibung
Brennstoffzellen-Blockheizkraftwerk Brennstoffzellen, die Strom und Wärme erzeugen. Der Wirkungsgrad beträgt dabei bis zu 90 %
Inselenergieversorgung Autarke Energieversorgung für Inseln, z. B. Utsira
Notstromversorgung (USV) Unterbrechungsfreie Stromversorgung, z. B. für Rechenzentren
Stromversorgung für Verkehrsflugzeuge Stromversorgung durch Brennstoffzellen inklusive der Herstellung von Gebrauchswasser und sauerstoffarmer Luft zum Fluten von Kerosintanks.

Sonstiges[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Technologie Kurzbeschreibung
Wasserstoffdetektor Ermitteln von Wasserstoffkonzentrationen in der Luft
Wasserstoffmikrosensor Aufspüren von Lecks in Wasserstoffanlagen

Siehe auch[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Einzelnachweise[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

  1. Liste der Wasserstofftankstellen (Quelle: H2Stations.org Stand: wird laufend aktualisiert).