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Wie spaltet man Wasser zu Wasserstoff?

Gefragt von: Regine Gross  |  Letzte Aktualisierung: 26. Mai 2023
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Unter Wasserelektrolyse versteht man die Zerlegung von Wasser in Wasserstoff und Sauerstoff mit Hilfe eines elektrischen Stromes. Die wichtigste Anwendung dieser Elektrolyse ist die Gewinnung von Wasserstoff.

Kann man Wasser in Wasserstoff umwandeln?

Herstellung von Wasserstoff mit Elektrolyse

Was die Verfahren für die Elektrolyse von Wasser verbindet, ist ihr Prinzip, mithilfe von elektrischem Strom Wasser in Wasserstoff und Sauerstoff zu spalten. Dabei gewinnen sie aus zwei Wassermolekülen (H2O) je zwei Wasserstoffmoleküle (2H2) und ein Sauerstoffmolekül (O2).

Wie wird Wasserstoff aus Wasser gewonnen?

Wasserstoff (H2) kommt nur gebunden vor, zum Beispiel mit Sauerstoff (O2) als Wasser (H2O). Auch Methan (CH4) – der Hauptbestandteil von Erdgas – sowie Erdöl sind wichtige wasserstoffhaltige Verbindungen, so genannte Kohlenwasserstoffe.

Wie wird Wasserstoff gespalten?

Thermochemische Verfahren

Oberhalb einer Temperatur von 1.700 °C vollzieht sich die direkte Spaltung von Wasserdampf in Wasserstoff und Sauerstoff. Dies geschieht zum Beispiel in Solaröfen. Die entstehenden Gase können mit keramischen Membranen voneinander getrennt werden.

Kann man Wasserstoff spalten?

Sonnenlicht kann Wasser in Sauerstoff und Wasserstoff spalten, jedoch nur in Anwesenheit eines Katalysators. Wird der gespeicherte Wasserstoff wiederum verbrannt, setzt er dabei Energie und Wasser frei und lässt sich beispielsweise zum Antrieb von Wasserstoffautos nutzen.

Elektrolyse - einfach erklärt mit Versuch! | Lehrerschmidt

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Wie viel Wasser für 1 kg Wasserstoff?

Für die Herstellung von einem 1 kg Wasserstoff werden 9 Liter Wasser benötigt. Mit einem Kilogramm Wasserstoff kann ein Brennstoffzellenauto ca. 100 km zurücklegen.

Wie viel kW braucht man um 1 kg Wasserstoff herzustellen?

Um 1kg Wasserstoff zu erzeugen, sind rund 53 Kilowattstunden Strom notwendig.

Kann man Wasserstoff zuhause lagern?

Hausbesitzer könnten mit der Sommersonne Wasserstoff auf Vorrat produzieren und ihn dann so lange im Speicher lagern, bis die Tage kälter werden. "Im Gegensatz zu Batteriespeichern kommt es dabei im Laufe der Zeit zu keinerlei Selbstentladung.

Warum produziert Deutschland kein Wasserstoff?

Aktuell macht die hohe Abgaben- und Steuerlast auf Strom den Betrieb von Elektrolyseuren zur Wasserstofferzeugung betriebswirtschaftlich unrentabel. Notwendig könnte zudem eine Kostensenkung der Wasserstofferzeugung auf unter 500 Euro/kW sein.

Kann man Wasserstoff selber produzieren?

Wasserstoff kann auf unterschiedliche Weisen hergestellt werden. In Wohnhäusern wird dies vor allem durch Wasserdampf aus Erdgas (mit einem Reformer) oder durch überschüssigen Strom aus erneuerbaren Energien und Wasser (mittels Elektrolyse) möglich.

Wann wird Wasser zu Wasserstoff?

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.

Warum Wasserstoff nicht die Zukunft ist?

Grund für die lange Wartezeit: Die aufwendige Herstellung des Gases. Wie Strom ist Wasserstoff kein Primärenergieträger, der einfach irgendwo abgebaut und verwendet werden kann. Wasserstoff muss zuerst erzeugt werden und dafür braucht es Rohstoffe wie Erdöl und Erdgas oder auch Biomasse und Wasser.

Wie trennt man Wasser in Wasserstoff und Sauerstoff?

Du kannst dir die Elektrolyse von Wasser als eine Zerlegung von Wasser in Sauerstoff und Wasserstoff durch elektrischen Strom vorstellen. Die Zerlegung erfolgt durch eine Redoxreaktion . Diese kannst du aufteilen in eine Oxidation an der mit dem Pluspol verbundenen Elektrode (Anode).

Kann Deutschland selber Wasserstoff produzieren?

Für die Herstellung von grünem Wasserstoff braucht es vor allem einen Ausbau der erneuerbaren Energien, betont der BDEW. Die hierzulande benötigten Mengen können derzeit noch nicht allein in Deutschland produziert werden.

Wie entsteht Wasserstoff 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.

Was kostet ein Wasserstoffspeicher?

Derartige Wasserstoffanlagen, bestehend aus Wasserstoffspeicher, Elektrolyseur und Brennstoffzelle kosten im Januar 2022 je nach Auslegung etwa 70.000 – 100.000 Euro. Mit Hilfe von Fördermitteln, unter anderem dem bundesweit verfügbaren KfW 433, lassen sich diese auf circa 35.000 – 60.000 Euro senken.

Warum ist Wasserstoff nicht gut?

Wasserstoff ist, seinen physikalischen und chemischen Eigenschaften zufolge, nicht gefährlicher als herkömmliche Energieträger wie Erdgas oder Erdöl. Gleichwohl müssen beim Umgang mit Wasserstoff hohe Sicherheitsstandards gelten, da Gefahren wie Explosionen oder Wasserstoffversprödung drohen.

Ist grüner Wasserstoff explosiv?

Das macht ihn für viele zum Wundermittel für die Energiewende. Aber: Das flüchtige Gas ist hochexplosiv.

Warum kein Wasserstoff Verbrenner?

Nachteile. Wasserstoff hat sehr schlechte Schmiereigenschaften, da er keinen Kohlenstoff enthält und gleichzeitig den Schmierfilm angreift.

Kann Wasserstoff kaputt gehen?

Wasserstoff ist ein sehr flüchtiges Gas mit geringer Dichte, das sich im Freien sehr schnell verflüchtigt. 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.

Wie viel kostet 1 kg Wasserstoff?

Kosten und Bezahlsystem an Wasserstofftankstellen

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.

Wie lange kann Wasserstoff gespeichert werden?

Wie lange lässt sich Wasserstoff speichern? Wasserstoff in Wasserstoffspeichern ist darauf ausgelegt, langfristig gespeichert und bei Bedarf genutzt zu werden. Bei Flüssiggasspeichern muss darauf geachtet werden, dass keine Erwärmung stattfindet und der Wasserstoff nicht nach und nach verdampft.

Wie gut ist eine Wasserstoff Heizung?

Die Vorteile von Wasserstoff

Der Energieträger ist dann komplett klimaneutral und emissionsfrei. Wasserstoff kann flexibel eingesetzt werden, um Strom, Wärme oder Kälte zu erzeugen. Das Gas hat eine hohe Energiedichte, die zur Verbrennung oder für die kalte Verbrennung genutzt werden kann.

Was kostet ein Elektrolyseur?

Ein wesentlicher Faktor für die Wirtschaft- lichkeit von Power-to-Gas-Anlagen sind die Investitionskosten für die Elektrolyse und die Methanisierung. Diese liegen je nach Anlagengröße zwischen 2.500 und 3.500 Euro pro Kilowatt elektrischer Leis- tung (€/kWel) bzw. bei 1.500 €/kWel für die alkalische Elektrolyse.