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Die Hydrogenwirtschaft Es ist bekannt, dass durch die exotherme Reaktion von Hydrogen (H) mit Oxygen (O) eine grö- ßere Energiemenge freigesetzt wird. Bei der kontrollierten Reaktion in einer Brennstoffzelle wird so Energie in Form von elektrischem Strom erzeugt. Aus der Reaktion entseht reines Wasser. Also ist das chemische Element Wasserstoff ein wertvoller Energieträger, aus dessen Verbren- nung keine schädliche CO2-Emissionen entstehen. Deshalb ist es ein anzustrebender Ersatz für fossile Brennstoffe. Leider gibt es ungebundenen Wasserstoff nur als Spurengas in den oberen Luftschichten. Wegen seiner Reaktionsfähigkeit ist Hydrogen häufig in chemischen Verbindungen wie Wasser und Kohlenhydraten vorhanden. Darum ist dieser Energieträger zukünftig in großem Maßstab aus natürlichen Quellen zu erzeu- gen. Nur so kann Hydrogen fossile Brennstoffe ersetzen und die globale Erwärmung dämpfen. Neuere Elektrolysegeräte haben schon einen Wirkungsgrad von ca.80%. Der dafür notwendige Strom muss aber aus regenerativen Energien (Sonne, Wind oder Wasser) erzeugt werden. Heute wird Hydrogen in zwei Schritten produziert, beginnend mit der Umwandlung der Sonnen- strahlung in Strom. Damit werden dann die Wassermoleküle durch Elektrolyse gespalten. Eine Technologie für die direkte Umsetzung der Sonnenenergie in Hydrogen gibt es noch nicht. Daher ist für einen klaren Erfolg der Hydrogenwirtschaft noch Grundlagenforschung erforderlich. Die sichere Lagerung von Hydrogen in Tanks zum stationären Gebrauch in großen Kraftwerken oder anderen Industrieanlagen ist schon Routinesache. Hingegen ist die Hydrogenspeicherung für den mobilen Einsatz, wegen der leichten Entflammbarkeit des Gases, schon schwieriger. Eine andere neue Technologie, die die CO2-Emission des Verkehrs begrenzen könnte, ist der "CO2-neutrale Kreislauf”. Durch chemische Reaktionen von CO2 mit Wasserstoff wird Methanol gewonnen, das als Kraftstoff für die Motoren genutzt werden kann. The Hydrogen Economy It is known that, by the exothermic reaction of hydrogen (H) with oxygen (O), a considerable amount of energy is set free. At the controlled reaction in a fuel cell the energy is produced this way in form of electric power. As byproduct of the reaction there results clear water. Consequently is the chemical element hydrogen a valuable carrier of energy, whose ignition doesn’t produce any noxious CO2-emissions. Therefore it is an attractive replacement for fossil fuels, but unfortunately free hydrogen can be found only as a trace gas in the upper layers of the atmosphere. Because of its reaction ca- pacity, hydrogen occurs preponderantly in chemical compounds like water or hydrocarbons. That’s why in the future this carrier of energy has to be produced on large scale from natural resources. Only this way hydrogen can replace fossil fuels to slow down the global warming. Advanced electrolysis devices already can split water with an efficiency of ca. 80%. For this purpose it is necessary to use regenerative energies (such as sun, wind or water power). Today the hydrogen is produced in two steps, beginning with the conversion of solar radiation to electricity. Therewith the water molecules are divided by electrolysis in a second step. A special technology for the direct conversion of solar power to hydrogen is not yet available. Thus an ultimate breakthrough of the hydrogen economy still needs some basic research. The safe storage of hydrogen in cylinders for stationary use in large power plants or in other industrial facilities is already a matter of routine. On the other hand the on-board storage of hydrogen for the transportation use is a more difficult problem because of its flammability. Another new technology that could limit the CO2-emissions of the motorized traffic is the “CO2-neutral circuit”. Through chemical reactions of CO2 with hydrogen is attained methanol, which can be used as fuel for the cars. |
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