Wenn es um die Suche nach der Energiequelle geht, die fossile Brennstoffe ersetzen wird, gibt es keinen Mangel an Optionen. Solarenergie, Windenergie , Ethanol und Biokraftstoffe sind in der Regel die am häufigsten genannten Konkurrenten, um erdölbasierte Verbrennungsmotoren und Kohlekraftwerke zu ersetzen.
Aber Wasserstoff ist eine vielversprechende alternative Energiequelle. Obwohl die Idee von Wasserstoff als weit verbreiteter Kraftstoffquelle zum Antrieb von Autos und zur Stromerzeugung ein relativ neues Konzept als Reaktion auf die Suche nach einer Alternative zu Öl ist, sind Wasserstoff-Brennstoffzellen tatsächlich älter als der Verbrennungsmotor, der Mitte des 19. Jahrhunderts erfunden wurde Jahrhundert um etwa 20 Jahre.
Angesichts der Tatsache, dass die einfachste Form dieser Technologie seit fast 150 Jahren existiert, warum ist ihre Zeit plötzlich gekommen?
Warum Wasserstoff?
Wasserstoff ist das am häufigsten vorkommende Element im Universum, daher besteht keine Chance, dass menschliche Verbraucher den Vorrat erschöpfen. Es gibt sicherlich genug Ölressourcen , um die weltweite Nachfrage zu decken, aber viele Energieexperten gehen davon aus, dass die weltweiten Ölvorräte laut einem Bericht von Ars Technica innerhalb von 60 Jahren erschöpft sein werden . Es ist so einfach herzustellen, dass der Prozess mit der richtigen Ausrüstung zu Hause durchgeführt werden könnte.
Die Erschöpfung der weltweiten Ölvorräte oder sogar die Annäherung an die unvermeidlichen Engpässe, die mit einer wachsenden Bevölkerung einhergehen – der Planet beherbergt nun Ende Oktober 7 Milliarden Menschen – und Wirtschaftswachstum werden nicht nur eine große Energiekrise erzeugen, die die rasche Einführung von Alternativen erforderlich macht Energiequellen ; so viel brennstoff zu verbrennen, bedeutet dabei auch eine enorme belastung der atmosphäre. Und das berücksichtigt noch nicht einmal die möglichen Umweltfolgen der Gewinnung von Rohöl aus der Erde.
Wasserstoff hingegen verbrennt sauber. Die einzigen Nebenprodukte der Wasserstoffenergie sind Wasser und Wärme, die beide recycelt werden können. Dies bedeutet im Wesentlichen, einen energieverbrauchenden Prozess in einen energieerzeugenden Prozess umzuwandeln.
Wasserstoff ist jedoch keine fertige Energiequelle wie Öl und Erdgas. Vielmehr ist es ein Mittel zur Energiespeicherung, da reiner Wasserstoff auf der Erde nicht in Mengen verfügbar ist, die erforderlich sind, um eine gesamte Energiewirtschaft zu betreiben. Um Wasserstoff in Form eines nutzbaren Kraftstoffs zu bekommen, wird Energie benötigt. Wasserstoff kann entweder durch Abtrennung von Sauerstoffmolekülen im Wasser durch Elektrolyse oder durch Abspaltung von Kohlenwasserstoffketten in fossilen Brennstoffen hergestellt werden, ein Prozess, der selbst Treibhausgasemissionen erzeugt, wie in diesem Artikel beschrieben .
Wie erzeugt Wasserstoff nutzbaren Strom?
Wasserstoff-Brennstoffzellen funktionieren nicht ganz wie erdölbasierte Verbrennungsmotoren, die zur Energieerzeugung auf Wärme und Strom angewiesen sind.
Eine Brennstoffzelle besteht aus einem Stapel, „einem Sandwich aus Anoden, Kathoden und anderen Hightech-Materialien“, wie Ed Grabianowski von .com erklärt . Flüssiger Wasserstoffbrennstoff tritt um die Anoden herum ein, wo an den Wasserstoff gebundene Elektronen von den Atomen selbst getrennt werden. Ein Elektrolyt innerhalb der Brennstoffzelle lässt die Wasserstoffprotonen passieren, aber nicht die Elektronen. Wenn die Wasserstoffatome die andere Seite der Brennstoffzelle, die Kathode, erreichen, verbinden sie sich mit Sauerstoff, wodurch Wärme und Wasserdampf entstehen.
Was sind die Nachteile von Wasserstoff?
Wenn Sie nicht zufällig in Kalifornien leben, das eine Initiative zum Aufbau der Infrastruktur zur Unterstützung der Wasserstoffbetankung ergriffen hat , haben Sie wahrscheinlich noch nie die Möglichkeit gesehen, Ihr Auto mit Wasserstoff zu betanken, als Sie das letzte Mal an der Tankstelle waren.
Auf der anderen Seite der Medaille, wenn Sie kürzlich in einem Autohaus waren, haben Sie wahrscheinlich Fahrzeuge mit gewöhnlichen Benzinmotoren, Dieselmotoren und wahrscheinlich sogar ein paar Hybriden gesehen. Aber wasserstoffbetriebene Autos? Unwahrscheinlich.
Und das ist eine der größten Hürden bei der Umsetzung einer neuen Energietechnologie: Energieproduzenten und -verteiler brauchen die Infrastruktur, um die Nachfrage nach ihrem Kraftstoff zu decken. Aber die Nachfrage kann ohne die Infrastruktur, die sie unterstützt, nicht wirklich bestehen. Es ist wie das „Henne-und-Ei“-Problem, aber der Unterschied ist, dass die Lösung wahrscheinlich Milliarden wert ist.
Ein weiterer wesentlicher Nachteil von Wasserstoff besteht darin, dass Wasserstoffbrennstoff, obwohl er reichlich vorhanden ist, schwierig und kostspielig zu speichern sein kann. Bei normalen Raumtemperaturen liegt Wasserstoff als Gas vor. Um Wasserstoff in einen flüssigen Zustand zu bringen, der gespeichert, übertragen und schließlich als Kraftstoff verwendet werden kann, ist eine Temperatur von -423 Grad Fahrenheit (-253 Grad Celsius) erforderlich. Um den Wasserstoffbrennstoff so kalt zu halten, sind spezielle Behälter wie der auf dem Foto links erforderlich.
Schließlich sind wasserstoffbetriebene Autos derzeit für den Durchschnittsverbraucher zu teuer in der Anschaffung. Letztes Jahr kündigte Toyota an, dass der Autohersteller bis 2015 beabsichtige, ein wasserstoffbetriebenes Fahrzeug zu produzieren, das rund 50.000 US-Dollar kosten würde, was einer Reduzierung des derzeitigen Preises dieser Fahrzeuge um 90 Prozent entspricht, so ein Bericht von Bloomberg News . Zu einem bestimmten Zeitpunkt betrugen die Produktionskosten für jedes Fahrzeug bis zu 1 Million US-Dollar.
Mit anderen Worten, obwohl Wasserstoff vielversprechend ist und sowohl von Energieunternehmen als auch von Automobilherstellern beträchtliche Aufmerksamkeit und Investitionen genießt, ist die Zeit dafür noch nicht gekommen. Also ja, Wasserstoff mag der Kraftstoff der Zukunft sein, aber morgen müssen Sie Ihr Auto wahrscheinlich immer noch mit normalem, altem Benzin betanken.
