Bei der Wasserstofferzeugung durch Elektrolyse wird Wasser (H₂O) mit Hilfe von elektrischem Strom in seine Bestandteile Wasserstoff (H₂) und Sauerstoff (O₂) zerlegt. Diese Methode ist im Zusammenhang mit nachhaltiger Energie von besonderer Bedeutung, da sie Wasserstoff ohne direkte Treibhausgasemissionen erzeugt. Die Reduzierung der Emissionen erfordert, dass der verbrauchte Strom erneuerbar ist.
Chemischer Prozess #
Der Prozess findet in einem Elektrolyseur statt, der typischerweise aus zwei Elektroden (einer Anode und einer Kathode) besteht, die in einem Elektrolyten platziert sind. An diesen Elektroden werden Wassermoleküle durch angelegten elektrischen Strom gespalten. An der Kathode (negative Elektrode) findet eine Reduktionsreaktion statt. Wasserstoffgas entsteht:
2H2O + 2e− → H2 + 2OH−
An der Anode (positive Elektrode) findet eine Oxidationsreaktion statt, bei der Sauerstoffgas freigesetzt wird:
4OH− → Ø2 + 2H2O + 4E−
Die Kombination der beiden Reaktionen ergibt:
2H2Ø (l) → 2 H2 (g) + Ø2 (g)
Elektrolyseur-Technologie #
Mehrere Arten von Elektrolyseuren implementieren den Prozess. Dieser Artikel bietet einen kurzen Vergleich der verschiedenen Methoden. Effizienz, Robustheit und Skalierbarkeit sind entscheidende Herausforderungen für die Wasserstofferzeugung durch Elektrolyse. Die aktuellen Wirkungsgrade liegen typischerweise zwischen 60 % und 80 %. Innovationen bei Elektrodenmaterialien, Membrantechnologie und Systemintegration werden kontinuierlich durchgeführt, um Kosten zu senken und die Effizienz zu verbessern. Sie können die Elektrolyse zu einem Eckpfeiler der Wasserstoffwirtschaft machen. Dieses Bild (IEA) gibt einen interessanten Einblick in den zunehmenden Reifegrad der verschiedenen Technologien. Die Elektrolyse ist nicht die einzige Methode zur Wasserstofferzeugung, es gibt auch andere Methoden. Dieser Artikel bietet einen allgemeinen Überblick.
