Die Zeitschrift „Focus Money“ hat in ihrer Ausgabe 01/2023 einen interessanten Artikel über das Thema „Wasserstoff“ geschrieben. Da ich auf diesem Gebiet kein Experte bin, werde ich versuchen, diesen Beitrag in meiner eigenen Aufbereitung wiederzugeben.
Was ist Wasserstoff?
Wasserstoff ist das häufigste chemische Element (H = Hydrogenium) des Universums. Es ist ein sehr leichtes und brennbares Gas. Da es in der Natur als freies Element nicht vorkommt, sind die Atome in der Regel immer angefügt, beispielsweise Wasser an Sauerstoff oder Ammoniak an Stickstoff. Es ist nicht die primäre Energiequelle, kann aber selbst als Energieträger zur Lagerung und zum Transport von Energie verwendet werden. Um den Wasserstoff herzustellen, braucht es zum Beispiel Strom, um die Moleküle via Elektrolyse in Wasserstoff (2H) und Sauerstoff (O) zu trennen. Durch das Verbrennen in Industriehochöfen, zur Raffination oder mittels Strom aus Brennstoffzellen kann dann die Energie aus dem Energieträger Wasserstoff genutzt werden.
Welche Wasserstoff-Arten gibt es?
Bisher wird der größte Teil (90 Prozent) des Wasserstoffs (braun/grau) noch durch Reformierung gewonnen, wobei hier viel CO2 als Nebenprodukt entsteht. Dabei werden fossile Brennstoffe unter Druck mit Wasser und Sauerstoff erhitzt und Wasserstoff erzeugt.
Blauer Wasserstoff entsteht, wenn das CO2 eingefangen und gespeichert wird.
Verfeinerte Technologien weisen den Weg in das neue Wasserstoffzeitalter. Ein Beispiel dafür ist, wie sie in den Elektrolyseuren zum Spalten von Wasser vorangetrieben wird. Oder auch neue Materialien wie eine Legierung aus Chrom, Nickel und Kobalt, die extrem widerstandsfähig und daher für Transport-Behälter und Leitungen bei Wasserstoff praktikabel ist. Diese Entwicklung hin zum grünen Wasserstoff wird vorangetrieben durch politische Initiativen und Gelder (Europäisches Repower-Paket, US-Inflation Reduction Act, chinesisches Wasserstoffstrategie).
Wie sieht die weitere Zukunftsperspektive aus?
Die Nachfrage nach Wasserstoff, insbesondere dem umweltverträglichen grünen, wird stark zunehmen. Die Kosten der Herstellung von Wasserstoff aus Wasser mittels Elektrolyse könnten in den nächsten Jahrzehnten extrem sinken. Dazu müssen die Technologien aber weiter vorangetrieben werden. Doch schon heute werden rund um den Erdball riesige Produktionsanlagen errichtet.
Ein Beispiel, wie dynamisch sich der Markt entwickeln könnte, sind die Elektrolyseure. Der Future Market Insight schätzt, dass der Markt bis zum Jahr 2033 jährlich durchschnittlich um 32 Prozent auf mehr als 159 Milliarden US-Dollar anwachsen soll.
Ammoniak (NH3 – eine Verbindung von Wasserstoff und Stickstoff) scheint sich über weite Strecken für den Transport von Wasserstoff zu eignen. Es besitzt eine hohe energetische Dichte. Es kann bei 20 Grad Celsius unter Druck flüssig gespeichert werden. Schiffe, die NH3 transportieren, können damit auch gleichzeitig betrieben werden.
Die gute Nachricht also ist, dass die kommenden Generationen wahrscheinlich über nahezu unendlich viel saubere Energie verfügen können. Ein weiterer Durchbruch dazu kam Anfang Dezember 2022, als zum ersten Mal eine von Menschenhand kontrollierte Kernfusion durchgeführt werden konnte. Dabei kam mehr Energie heraus, als hineingesteckt wurde. Irgendwann in der Zukunft könnte so zum Beispiel mit Deuterium (Isotop von Wasserstoff, auch „Schwerer Wasserstoff“ genannt) das mit Tritium („Überschwerer Wasserstoff“) zu Helium fusioniert, aus einem Liter Wasser so viel Energie gewonnen werden wie in rund 300 Litern Benzin vorhanden ist.
Die weniger gute Nachricht: Es wird eben erst irgendwann in der Zukunft im großen Rahmen möglich sein. Bis dahin wird die Menschheit auf andere Energiequellen zurückgreifen müssen. Wo Energie aus den praktikablen Ressourcen hergestellt wird, braucht es auch einen Energieträger.
Was haben Brennstoffzellen und Platin mit Wasserstoff zu tun?
Brennstoffzellen wandeln Energieträger in Wärme und Strom um. Sie besitzen – ähnlich wie Akkus – eine Anode und eine Kathode, dazwischen einen Elektrolyten. Im Fall des Wasserstoffs wird H2 zur Anode geführt, an die Kathode wird Luft geleitet. Ein Katalysator, zum Beispiel Platin, spaltet den Wasserstoff in Elektronen und Protonen. So wird ein Stromfluss (Protonen zur Kathode) erzeugt. Dort verbinden sie sich mit Sauerstoff. Wärme und vor allem Wasser entstehen bei diesem Ablauf als Nebenprodukte. Es kann so zum Beispiel ein Elektromotor betrieben werden.
Platin ist – wie bereits erwähnt – ein wichtiges Element im Universum des grünen Wasserstoffs. Denn wird er in einer Brennstoffzelle zu Strom „verbrannt“, benötigt die Brennstoffzelle einen Katalysator und dafür ist Platin hervorragend geeignet. Zudem kommt es auch bei der Herstellung mittels Elektrolys neben Iridium zum Einsatz. Als Katalysator im Protonen-Austausch-Membran-Elektrolyseur (PEM) wird Wasser durch die katalytischen Eigenschaften der Edelmetalle zersetzt. Der Bedarf an Platin dürfte somit deutlich steigen.
• Aktiver Fonds:
GG IWasserstoff (WKN: A2QDR5/ ISIN: DE00A2QDR59)
• Exchange Traded Funds (ETF):
Invesco L&G-Hydrogen Economy (A2QMAL/IE00BMYDM794; physisch nachgebildet, thesaurierend)
VanEck Hydrogen Economy (A2QMWR/ IE00BMDH1538; physisch, thesaurierend)
• Zertifikate
Vontobel Solactive Hydrogen Top Selection (VP2HYD/DE000VP2HYD0)
Lang & Schwarz Wikifolio-Wasserstoff & Brennstoffzellen (LS9NCK/ DE000LS9NCK3)
Wenn Du Dich noch etwas tiefer mit der dem Thema „Wasserstoff“ beschäftigen möchtest:
Wasserstoff und Brennstoffzellen: Die
Technik von gestern, heute und morgen
Taschenbuch
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