Einführung ins Thema Wasserstoff: HYDROMEN
Wie wird Wasserstoff hergestellt? Wie wird Wasserstoff gespeichert? Welche Verwendungsmöglichkeiten gibt es? Was sind seine energetischen Eigenschaften? Was sind die Vorteile von Wasserstoff-Elektrofahrzeugen? All diese Fragen und noch mehr beantworten wir im Erklärvideo zum Thema Brennstoffzellen und Wasserstoff!
Geschichte
- 1766: Henry Cavendish gilt als Entdecker des Wasserstoffs
- 1785: Antoine Lavoisier stellte Wasserstoff aus Wasser mittels Thermolyse her und verlieh dem Gas seinen Namen infolge dieses Experimentes
Allgemeine Eigenschaften
- Einfachstes und häufigstes chemisches Element im Universum
- Sehr reaktiv
- Kann Verbindungen mit allen Elementen, außer Edelgasen, eingehen
- In Reinform nicht entzündbar
- Farbloses, leichtes und ungiftiges Gas
- Geschmacks- und geruchsneutral
- Verschiedene Isotope möglich: Protium (Kern besteht nur aus einem Proton), Deuterium (schwerer Wasserstoff – ein Neutron, ein Proton im Kern), Tritium (superschwerer Wasserstoff, zwei Neutronen, ein Proton im Kern)
Chemische und physikalische Eigenschaften
(bei Normbedingungen: 293,15 K; 101325 Pa)
| Bezeichnung | Einheit | Wert |
|---|---|---|
| Dichte gasförmig | kg/m3 | 0,0888 |
| Dichte flüssig | kg/m3 | 70,79 |
| Heizwert | kWh/kg MJ/kg | 33,286 119,83 |
| Schmelzpunkt | °C | -259,347 |
| Siedepunkt | °C | -252,879 |
| Molare Masse | kg/kmol | 2,0159 |
8 Thesen zu wasserstoffantrieben
Wasserstoffantrieben wird ein hohes Potenzial für zukünftige Anwendungen zugesprochen, da Sie einen bedeutenden Beitrag zur emissionsfreien Mobilitätswende beisteuern können. Durch die voranschreitende Entwicklungen der Technologie halten sich auch mittlerweile überholte Mythen. Im folgenden Video klärt Prof. T. von Unwerth auf, in welchem Stadium sich Wasserstoffantriebe derzeit befinden
Die Wasserstoff-Farblehre
Wasserstoff kann durch verschiedene Herstellungsverfahren gewonnen werden. Diese werden nach den damit inbegriffenen direkten und indirekten CO2-Emissionen unterschieden. Je nach Höhe der Emissionen des Herstellungsverfahrens werden Farben zugeteilt:
Wasserstoffqualität
Die Qualitätsanforderungen des Wasserstoffs als Kraftstoff wird in der ISO 14687, DIN EN 17124 und SAE J2719 geregelt. Je nach Verwendung wird in diesen Normen zwischen vier unterschiedlichen Reinheitsgraden unterschieden (Grade A bis Grade D). Die höchste Reinheitsanforderung kommt dabei der Kategorie D zu, welche die Anforderungen für den Einsatz in Brennstoffzellen definiert. Diesem Reinheitsgrad gemäß dürfen lediglich 14 Kontaminanten mit festgelegten Grenzwerten im Wasserstoff enthalten sein und dieser muss eine Gesamtreinheit von 99,97% aufweisen.
Der Einfluss der in der Norm genannten Stoffe auf die Brennstoffzelle ist dabei qualitativ unterschiedlich. Feste Stoffe (z.B. Eis, welches sich unter den gegebenen Tankstellenbedingungen, bzw. ‑40°C und 700 bar formen kann) können zu abrasiven Effekten und Korrosion in Leitungssystemen und Bauteilen führen. Weiterhin kann ein zu hoher Anteil an Fremdstoffen zu Verdünnungseffekten führen (Energiegehalt pro Volumen wird reduziert), wodurch die Leistungsfähigkeit der Brennstoffzelle herabgesetzt wird. Dann gibt es noch reversible und irreversible Schädigungen der Brennstoffzelle, die durch die Besetzung der aktiven Zentren des Katalysators hervorgerufen werden. Unter anderem Schwefelverbindungen gehen irreversible Verbindungen mit der Katalysatoroberfläche ein und lassen sich im Gegensatz zu reversiblen Besetzungen der Oberflächen auch durch spülen mit reinem Wasserstoff nicht regenerieren. An Wasserstofftankstellen für Fahrzeuge wird der Wasserstoff mit dem Grade D zum Tanken zur Verfügung gestellt, um die oben genannten Einflüsse zu verhindern.
Die Quelle der möglichen Verunreinigungen ist unterschiedlich und kann prinzipiell aus den Rohstoffen für die Produktion von Wasserstoff, aus der Produktion selbst oder aus dem Transport oder der Lagerung stammen.
Das ZBT verfügt über Kompetenzen im Bereich der Probenahmen und Qualitätsmessung von Wasserstoff. Wenn Sie dort Bedarf haben, kontaktieren Sie uns gerne.
