Wasserstoff und Brennstoffzelle - eine zukunftsweisende Brückentechnologie

Zu den großen, globalen Herausforderungen zählen das Klima, der Umweltschutz und damit auch der Umgang mit Energie. Die Verteuerung und die zur Neige gehenden fossilen Brennstoffe haben die Bevölkerung, besonders die Autofahrer, Hausbesitzer und Mieter, aufmerksamer in Bezug auf Brennstoffzellen und Wasserstofftechnologie werden lassen. Dadurch könnten sich die Marktchancen der Wasserstofftechnologie vergrößern. Wenn von der Brennstoffzelle gesprochen wird, ist meist die Wasserstoff-Sauerstoff-Brennstoffzelle gemeint. Diese galvanische Zelle fungiert als elektrochemischer Wandler, der chemische Energie unter Zufuhr eines Brennstoffes in Strom und Wärme umwandelt. Damit kann ein hoher Wirkungsgrad von über fünfzig Prozent erzielt werden. Wasserstoff kommt aufgrund seiner Reaktionsfähigkeit in der Natur nur in gebundener Form vor. Wasserstoff muss als Sekundärenergie erst mit erheblichem Aufwand an Primärenergie erzeugt werden. Ökologisch sinnvoll ist die Kombination von Brennstoffzelle und „solarem“ Wasserstoff, einem Wasserstoff, der mittels Solarenergie aus Wasser gewonnen wird.

Generell lassen sich bei der Nutzung von Wasserstoff als Kraftstoff zwei Anwendungsgebiete unterscheiden. Bisher wurde Wasserstoff als Gas in den industriellen Prozessen verschiedener Industrien, z. B. in Raffinierien und in der Kunststoffherstellung, eingesetzt. Das Anwendungsgebiet von Wasserstoff in Brennstoffzellen wird in Zukunft im Bereich erneuerbarer Energiegewinnung und auf einer wirtschaftlichen Nutzung von solarem Wasserstoff liegen. Brennstoffzellen werden auch heute schon als Energiewandler, in weniger kostensensitiven Bereichen wie der Raumfahrt und für den Antrieb von U-Booten eingesetzt. Schwierigkeiten bereitet noch die Speicherung von Wasserstoff, die einen hohen Druck von ca. 700 bar voraussetzt. Wasserstoff kann unter Beachtung seiner speziellen Eigenschaften sicher gehandhabt werden. Die Brennstoffzellen umfassen zahreiche Anwendungsgebiete. Die Bandbreite die Pilotierungen reicht von kleinen Energieverbrauchern wie Handys, Laptops über Heizungsanlagen bis zu großen Kraftwerken. Es ist Umwelt- und Klima schonend, das Spalten der Wasserstoffatome zur Erzeugung von Strom und zum Betreiben von Heizungsanlagen zu nutzen. Der Brennstoff sollte zur Gewinnung von „sauberer“ Energie, eine erneuerbare Energiequelle sein. Brennstoffzellen können bei einer Temperatur von 700 bis 900 Grad Celsius auch Erdgas und Deponiegas verbrennen.

Die Forschung der Automobilindustrie befasst sich mit Fahrzeugen, die Brennstoffzellen zur Energieumwandlung nutzen und durch Elektromotoren angetrieben werden. Wasserstoff wird als neuer Kraftstoff für abgasfreie Fahrzeuge wahrscheinlich erst marktrelevant werden, wenn sich die gesetzlichen Bestimmung ändern, genügend Wasserstoff verfügbar ist und die entsprechende Tankstellen-Infrastruktur zu Verfügung steht. Auch muss die Preis-Produktionskosten-Balance gelingen. Es ist jedoch zu erwarten, dass unter den vielfältigen Produkten auf der Basis der Brennstoffzellen, zuerst das private Fahrzeug öffentliche und wirtschaftliche Relevanz aufweisen wird. Dann werden die Anlagen im Bereich der Energiegewinnung, als ein weiteres wesentliches Anwendungsgebiet dieser Zukunftstechnologie, folgen.

Im Hinblick auf eine ökologische Energiegewinnung hat sich in den vergangenen Jahren einiges getan. Von der Brennstoffzelle bis hin zum Wasserstoff hat es diesbezüglich bereits sehr viele technologische Neuerungen und Entwicklungen gegeben. In puncto Sicherheit und Funktionalität wiederum hat sich gleichermaßen viel getan. Zum Beispiel auch in der Flugtechnik. Trotz aller Hightech-Geräte und computergesteuerter Mechanismen ist aber der gute, alte Alu Pilotenkoffer stets unverzichtbar. Aber auch in diesem Zusammenhang gibt es viel Neues zu berichten!