Jacob Beautemps zur Kapillar-Elektrolyse des Wasserstoff mit einem Wirkungsgrad von 98%
Wasserstoff Kapillar-Elektrolyse (11 min)
Für die Energiewende brauchen wir riesige Mengen an Wasserstoff, z.B. für die Stahlproduktion oder auch als Energiespeicher.
Grünen Wasserstoff stellt man vor allem mit Elektrolyse her, aber die bisherigen Verfahren brauchen viel Energie und sind noch
nicht so effizient. Ein australisches Forschungsteam hat jetzt eine neue Form der Elektrolyse entwickelt,
die einen Wirkungsgrad von 98% erreicht. Das Verfahren nennt sich Kapillar-Elektrolyse. Wir schauen uns heute an,
warum die Kapillar-Elektrolyse effizienter ist und auch generell billiger sein könnte, als die bisher bekannten Verfahren,
welche Rolle Kapillarkräfte im Prozess spielen und klären natürlich erstmal, wie man grünen Wasserstoff generell herstellt.
Die chemische Reaktion in einer Brennstoffzelle ist nichts anderes als eine gezähmte
Knallgas-explosion.
Durch Elektrolyse wird Wasser in die Elemente Wasserstoff und Sauerstoff
zerlegt. Durch hinzufügen einer geringen Menge an Energie, zum Beispiel durch offenes Feuer,
reagieren die Elemente H und O zurück zu Wasser. Dabei gibt es einen lauten Knall, deshalb auch
Knallgas-reaktion. Bei der Brennstoffzelle unterbleibt dieser Knall, aber dennoch wird eine
ähnliche Energie freigesetzt, als ob man die beiden Elemente zur Detonation bringt. Ich habe
gelesen, daß der Volumenanteil des Wasserstoff in Luft bei atmosphärischen Druck zwischen 4% und
77% zu liegen hat, ansonsten mißlingt die Explosion.
Die Reaktionsgleichung lautet:
2 H2 + O2 --> 2 H2O
Die freiwerdende Energie beträgt pro Mol: -571,6 KJ/mol.
Die Reaktion ist stark exotherm.
Die Enthalpie eines Mol Wassers ändert sich dabei um: -286 KJ/mol.
Die Kettenreaktion ist eine Radikalreaktion. Dabei entstehen beim Start aus einem H2 Molekül
zwei Wasserstoff-Radikale.
Als Nebenprodukte entstehen aus zwei Hydroxyl-Radikalen: Wasserstoff-Peroxid (H-O-O-H).