Wasserstoff wie funktioniert das?
Gefragt von: Erwin Gabriel B.Sc. | Letzte Aktualisierung: 16. April 2022sternezahl: 4.2/5 (55 sternebewertungen)
In der Brennstoffzelle wird elektrischer Strom aus Wasserstoff gewonnen. Das geschieht durch die Umkehrung der Elektrolyse. Wasserstoff und Luftsauerstoff reagieren zu Wasser, dabei entstehen Wärme und elektrische Energie. Letztere treibt den Elektromotor an.
Wie wird Wasserstoff hergestellt einfach erklärt?
Wie wird Wasserstoff erzeugt? Wasserstoff wird heute hauptsächlich mittels Dampfreformierung aus Erdgas gewonnen. Dabei wird viel CO2 freigesetzt, was ihn nicht so umweltfreundlich macht, wie gemeinhin gedacht. Alternativ kann Wasserstoff auch mit Strom im Elektrolyseverfahren erzeugt werden.
Wie funktioniert ein Wasserstoff?
Für den Antrieb in wasserstoffbetriebenen Fahrzeugen sorgt eine Brennstoffzelle. Ihr „Treibstoff“ ist gasförmiger Wasserstoff. In einem chemischen Prozess reagiert er mit Sauerstoff. Dabei wird die im Wasserstoff gespeicherte Energie als Strom freigegeben, der dann einen Elektromotor antreibt.
Wie kann Wasserstoff hergestellt werden?
Im industriellen Maßstab wird Wasserstoff heute hauptsächlich aus Erdgas, zum Beispiel durch Zugabe von Wasserdampf (Dampfreformierung), erzeugt. Bei dieser chemischen Reaktion entstehen Wasserstoff und Kohlenstoffdioxid. Hierbei spricht man von grauem Wasserstoff.
Wie gefährlich sind Wasserstoff Autos?
Aber Wasserstoff ist extrem flüchtig, weil er so leicht ist. In der Praxis ist er wohl eher weniger gefährlich als andere Auto-Treibstoffe. Von Brennstoffzellenautos geht keine besondere Explosionsgefahr aus. Die Brandgefahr ist bei Autos mit Benzin- oder Dieseltank größer.
Wie funktioniert ein Wasserstoffauto?
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Kann ein Wasserstoffauto explodieren?
Benzin explodiert viel eher als Wasserstoff. In Garagen oder Fahrzeugtunnels ist für eine gute Belüftung zu sorgen, da in einem geschlossenen Raum der Wasserstoff schneller explodieren kann als Benzin. Dass ein Hybrid- beziehungsweise Wasserstofffahrzeug explodieren könnte, ist sehr unwahrscheinlich.
Welche Nachteile hat ein Wasserstoffauto?
Eines der größten Probleme, die sich mit einem Wasserstoffauto ergeben, ist es, eine Tankstelle zu finden. Gerade einmal 100 Wasserstofftankstellen gibt es aktuell in Deutschland. Bis Ende des Jahres 2021 sollen es 130 sein – was im Vergleich zu Elektroauto-Ladestationen unglaublich wenig ist.
Kann man Wasserstoff selbst erzeugen?
Ein Elektrolyseur sorgt für steten Wasserstoff-Nachschub. Die Anlagen benötigen lediglich Strom und Wasser. Den Strom für die Elektrolyse können die Bewohner mit einer Photovoltaik-Anlage auf ihrem Dach erzeugen. Bis das System auf den Markt kommt, wird es aber noch ein wenig dauern.
Wie viel Strom braucht man um Wasserstoff zu erzeugen?
Gute Anlagen benötigen für 1 kg Wasserstoff 50 kWh elektrische Energie, was einen Wirkungsgrad von 66 % bezogen auf den Heizwert von Wasserstoff ergibt.
Was kostet 1 kg Wasserstoff in der Herstellung?
Kosten von grünem Wasserstoff bei der Erzeugung
Der Erzeugungspreis von grünem H2 variiert laut einer Studie der internationalen Energieagentur zwischen 2,8– 6,2 € pro Kilogramm Wasserstoff.
Was kostet 1 kg Wasserstoff an der Tankstelle?
Wasserstoff wird in Kilo abgerechnet. Der Preis für ein Kilogramm Wasserstoff beträgt an allen öffentlichen H2 MOBILITY H2-Tankstellen in Deutschland 9,50€ (brutto). Auf 100 km verbraucht ein Brennstoffzellenfahrzeug ca. ein Kilogramm Wasserstoff, erzeugt also Kraftstoffkosten von 9,50€.
Was kostet eine Tankfüllung Wasserstoff?
Die Kosten beim Tanken von Wasserstoff sind vergleichbar mit denen für Benzin: Ein Kilogramm kostet an der Tankstelle 9,50 Euro (Stand: April 2022) und bringt die meisten Fahrzeuge rund 100 Kilometer weit.
Sind Wasserstoff Autos besser als Elektroautos?
Wie in obiger Tabelle zu sehen, ist der Energieverlust, der während der Erzeugung, Speicherung und Rückwandlung zu Strom im Wasserstoffauto entsteht sehr groß. Am Ende bleiben im Schnitt nur ca. 23 Prozent Wirkungsgrad übrig – beim Elektroauto sind es gut 73 Prozent!
Wird Wasserstoff aus Wasser hergestellt?
Bei der Elektrolyse wird Wasser (H2O) mit einer Flüssigkeit versetzt, die den Ionentransport ermöglicht. Unter Einsatz von Strom wird Wasser in die Bestandteile Wasserstoff (H2) und Sauerstoff (O2) zerlegt. Dabei wird die elektrische in chemische Energie umgewandelt und im Wasserstoff gespeichert.
Ist Herstellung von Wasserstoff umweltfreundlich?
Blauer Wasserstoff ist eine fossile und klimaschädliche Energiequelle, weil er aus Erdgas hergestellt wird. Bei Förderung und Transport wird durch Leckagen klimaschädliches Methan freigesetzt. Und auch die Herstellung von blauem Wasserstoff erfolgt nicht völlig emissionsfrei.
Wie kann Wasserstoff im Chemieunterricht hergestellt werden?
Mit Hilfe von elektrischem Strom wird in einem Elektrolyseur aus dem Wasser der Energieträger Wasserstoff und Sauerstoff erzeugt. Bei verschiedenen chemischen Verfahren, bei denen die Elektrolyse für die Erzeugung anderer Verbindungen eingesetzt wird, kann Wasserstoff als Nebenprodukt anfallen.
Wie viel Strom für 1 kg Wasserstoff?
Wasserstoff besitzt eine hohe massebezogenene Energiedichte: 1 kg enthält fast soviel Energie wie 3 kg Benzin (33,33 kWh/kg Wasserstoff).
Wie viel KW braucht man für 1 kg Wasserstoff?
1 kg (komprimierter) Wasserstoff hat einen Energiegehalt von 33 kWh. Zum Vergleich: Ein Liter Diesel hat einen Energiegehalt 10 kWh.
Wie viel Energie braucht man für 1 kg Wasserstoff?
Für die Erzeugung von 1 kg Wasserstoff benötigt man zur Spaltung der Wasser-Moleküle eine Energiemenge von 145 MJ (das entspricht dem Energieinhalt von 4,7 Litern Benzin), die als chemische oder elektrische Energie, Wärme oder Licht zugeführt werden kann.
Was kostet die Errichtung einer Wasserstofftankstelle?
Europaweit sind derzeit 177 Wasserstofftankstellen einsatzbereit, weltweit 432 – 330 davon an öffentlich zugänglichen Stationen. Experten schätzen die Kosten für den Bau einer Wasserstofftankstelle derzeit auf etwa eine Millionen Euro. Wasserstoffautos werden ähnlich wie herkömmliche Autos betankt.
Warum setzt sich Wasserstoffantrieb nicht durch?
Grund für die hohen Preise: Die Entwicklung ist teuer, und die verkauften Stückzahlen sind gering. Erst bei hohen Stückzahlen würden die Kosten pro Fahrzeug sinken. "Das reine Wasserstoffauto ist für den Privatkunden derzeit außer Reichweite", sagt Dudenhöffer.
Hat das Wasserstoffauto eine Zukunft?
Das Ziel des aktuellen Klimaschutzgesetzes schreibt im Verkehrssektor einen Rückgang der Emissionen von 40 bis 42 Prozent im Vergleich zu 1990 vor. Mit dieser Technologie allein – laut Umweltrat – unmöglich. Im großen Maßstab ist das Wasserstoff-Auto in näherer Zukunft also wohl eher nicht zu erwarten.
Warum haben Wasserstoffautos keine Zukunft?
Zum schlechten Wirkungsgrad und den hohen Kosten für die Infrastruktur kommen dann auch noch höhere Anschaffungs- und Wartungskosten. Denn ein Wasserstoffauto ist ähnlich aufgebaut wie ein Elektroauto, besitzt aber zusätzlich noch eine hochkomplexe Brennstoffzelle und einen speziellen Tank.
Wie explosiv ist Wasserstoff?
Reiner Wasserstoff kann nicht brennen. Werden in Luft unter atmosphärischem Druck circa 4 % Wasserstoff eingemischt, dann lässt sich dieses Gemisch mit einer Zündquelle entzünden. Explosionsgefahr herrscht hier jedoch noch nicht. Diese ist erst ab einer Wasserstoffkonzentration von 18 % gegeben.
Wie explodiert Wasserstoff?
Wasserstoff wird direkt oder indirekt in die Brennkammern des Motors gespritzt und hierbei mit angesaugter Luft vermischt. Es entsteht Knallgas, das dann gezündet wird und letztendlich zur Explosion führt.