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Wasserstoff wird in der Regel in Flaschen aufbewahrt.
Im gasförmigen Zustand ist Wasserstoff 11-mal so leicht wie Luft. Um 1 kg Wasserstoff aufzubewahren, bräuchte man theoretisch ein Speichervolumen von 11 m3. Zur Lagerung größerer Mengen ist deshalb eine Verdichtung des Gases notwendig.
Bei 700 Bar hat Wasserstoff nämlich eine volumenbezogene Masse von 42 kg/m3, während es bei normalen Temperatur- bzw. Druckverhältnissen nur 0,090 kg/m3 sind.
Das heißt, in einer 125-Liter-Flasche kann man 5 kg Wasserstoff aufbewahren.
Es gibt verschiedene Herstellungsverfahren:
Das gebräuchlichste Verfahren ist die Dampfreformierung, bei der Wasserstoff mithilfe von Wasserdampf aus Gas gewonnen wird. Durch die Reaktion von Methan und Wasser erhält man ein Gemisch aus Wasserstoff und CO2. Um eine emissionsfreie Herstellung zu erzielen, wird das produzierte CO2 aufgefangen und gespeichert. Man kann auch Biomethan statt Methan fossilen Ursprungs (Erdgas) verwenden. Wenn das CO2 aufgefangen und gespeichert wird, spricht man von blauem Wasserstoff.
Ein anderes Verfahren ist die Wasserelektrolyse. Sie nutzt Wasser und Strom, um Wasserstoff herzustellen. Dabei wird ein Wassermolekül mithilfe eines Elektrolyseurs in Wasserstoff und Sauerstoff zerlegt. Diese Methode wird jedoch nicht oft eingesetzt, da sie sehr kostspielig ist. Wenn der für die Wasserstofferzeugung durch Elektrolyse eingesetzte Strom aus erneuerbaren Quellen stammt, spricht man von grünem Wasserstoff. Bei gelbem Wasserstoff stammt der Strom aus der Atomkraft.
Daneben gibt es noch die Kohlevergasung. Bei diesem Verfahren wird durch die Verbrennung von Kohle oder Biomasse ein Kohlenmonoxid-Wasserstoff-Gemisch produziert.
Im reinen Zustand kommt Wasserstoff auf der Erde selten vor. Man findet Wasserstoff vor allem in Verbindung mit anderen Atomen, z. B. mit Sauerstoff im Wasser (H2O) oder mit Kohlenstoff in Kohlenwasserstoffen (CH4, C2H6, …).
Wenn sich zwei Wasserstoffatome in gasförmigem Zustand verbinden, spricht man von Wasserstoffgas. Nach Abkühlung auf -252,87 °C nimmt Wasserstoff eine flüssige Form an.
Wasserstoff ist keine Energie, sondern ein Energieträger. Man braucht eine Brennstoffzelle, um mithilfe von Wasserstoff Strom zu erzeugen.
Brennstoffzellen wandeln chemische Energie in elektrische Energie, Wärme und Wasser um.
Der Vorgang beruht auf einer einfachen chemischen Reaktion:
Wasserstoff + Sauerstoff → Strom + Wasser + Wärme
In der Brennstoffzelle findet eine Redoxreaktion statt, durch die Strom und Wärme erzeugt werden. Das Wasserstoffmolekül zerfällt an der Anode beim Kontakt mit einem Katalysator und setzt die Elektronen frei, die der Stromerzeugung dienen. Das ist die Oxidation.
An der Kathode wiederum reagiert der Sauerstoff beim Kontakt mit den zuvor freigesetzten Elektronen. Das ist die Reduktion.
Schließlich reagieren die Wasserstoff-Protonen mit den Sauerstoff-Ionen an der Kathode zu Wasser.
Bei einem Hybridsystem werden zwei Energiequellen unterschiedlicher Art zusammengebracht. Wenn man z. B. ein Brennstoffzellensystem mit einem Lithium-Batteriepack kombiniert, spricht man von einem Hybridsystem.
Es gibt verschiedene Arten von Brennstoffzellen.
- Alkalische Brennstoffzellen (AFC): Sie wurden bei den Apollo-Raumfahrtmissionen verwendet. Ihre Betriebstemperatur liegt bei 65–90 °C. Sie kommen in der Industrie seit mehr als 100 Jahren zum Einsatz. Die Temperatur kann mit einem hochkonzentrierten Elektrolyten unter Druck auf 250 °C steigen. Ihr Wirkungsgrad beträgt um die 50 %.
- Protonenaustauschmembran-Brennstoffzellen (PEMFC): Membran-Brennstoffzellen arbeiten mit niedrigen Temperaturen unter 100 °C und haben einen Wirkungsgrad von etwa 50 %. Sie sind in der Lage, schnell mit voller Leistung zu starten. Sie eignen sich daher für die Versorgung von Fahrzeugen und Anlagen kleiner bis mittlerer Größe. Ihre Leistungspalette geht von einigen Milliwatt bis zu Hunderten von Kilowatt.
- Phosphorsäure-Brennstoffzellen (PAFC): Die PAFC-Technologie ist hinsichtlich Entwicklung und Kommerzialisierung besonders weit fortgeschritten. PAFC sind in der Lage, stationäre Anlagen mit einer Leistung von mehreren Megawatt zu versorgen. Ihre Betriebstemperatur liegt bei 180 °C bis 210 °C, und die Wärme, die sie abgeben, ist leicht nutzbar. Daher sind sie besonders für die Kraft-Wärme-Kopplung geeignet.
- Schmelzkarbonat-Brennstoffzellen (MCFC): Die Arbeitstemperatur dieser Brennstoffzellen ist recht hoch, sie liegt bei 600–700 °C. Schmelzkarbonat-Brennstoffzellen werden für große stationäre Energieerzeugungsanlagen von bis zu 100 Megawatt eingesetzt. Ihr Wirkungsgrad ist hoch. Er kann je nach Anlage 60 % bis 80 % betragen.
- Oxidkeramische Brennstoffzellen (SOFC): Diese Hochtemperatur-Brennstoffzellen arbeiten mit Temperaturen von 800 °C bis 1000 °C. Dadurch können die kinetischen Reaktionen beträchtlich verbessert werden. Katalysatoren, die seltene Erdmetalle enthalten, werden nicht mehr gebraucht. Die Anlaufzeiten sind dagegen lang und die hohen Betriebstemperaturen erfordern eine sehr gute Isolierung und entsprechend hitzeunempfindliche Systemkomponenten. Oxidkeramische Brennstoffzellen werden in erster Linie für die stationäre Stromerzeugung eingesetzt.
H2SYS verwendet PEM-Brennstoffzellen mit Luftkühlung.
| Ein Stromgenerator ist ein eigenständiges Gerät, das in der Lage ist, Strom zu produzieren.
Stromgeneratoren braucht man: · wenn kein Anschluss an das Stromversorgungsnetz vorliegt · als Notstromversorgung in Einrichtungen wie Krankenhäusern, Feuerwehrstationen und Rechenzentren, in denen ein eventueller Stromausfall schwere Folgen hätte. |
Die Brennstoffzellen-Generatoren von H2SYS sind hybride Stromaggregate. Sie sind mit einer Brennstoffzelle und Akkus ausgestattet. Die Akkus verbessern die Leistung der Brennstoffzelle. Sie helfen in Ausnahmefällen bei der Bewältigung von Spitzenlasten, wenn besondere Leistungen gefragt sind. Die Akkus steigern den Wirkungsgrad der Brennstoffzelle und wirken sich positiv auf die Lebensdauer aus.
| Die Brennstoffzellen-Generatoren von H2SYS sind dafür ausgelegt, Stromaggregate zu ersetzen, die mit fossilen Energien angetrieben werden.
Sie können im Notstrombetrieb eingesetzt werden, um lebensnotwendige oder wirtschaftlich relevante Infrastrukturen wie Rechenzentren oder Krankenhäuser mit Notstrom zu versorgen. Sie können auch die Stromversorgung übernehmen, wenn kein Anschluss an das Stromnetz vorliegt, wie z. B. auf städtischen Baustellen oder bei Open-Air-Veranstaltungen. |
Die von H2SYS konzipierten und hergestellten Brennstoffzellen-Generatoren stehen bei unseren Partnern zum Verleih bereit:
- Revolt Location
- Cap Générateur
In Kürze wird es möglich sein, unsere Generatoren bei Partnern in verschiedenen Ländern Europas und Amerikas zu mieten.
All insère Brennstoffzellen-Generatoren werden in unserem Wer in Belfort in der ostfranzösischen Region Franche-Comté gefertigt.
Die Brennstoffzellen-Generatoren von H2SYS sind für den Transport geeignet und gelten nicht als gefährliche Güter.
Sie können den Wasserstoff von einem gewerblichen Gasanbieter vor Ort oder von einem der großen Konzerne wie Air Liquide beziehen.
Auf Anfrage senden wir Ihnen gerne eine Liste mit einigen Anbietern. Füllen Sie dazu unser Kontaktformular
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