Elektrolyse

Power-to-X steht für die Erzeugung von Wasserstoff, Ammoniak, Oxymethylenethern und anderen chemischen Speicherformen mit Strom aus Solarenergie, Wind- und Wasserkraft. Die Wasserelektrolyse gewinnt mitWasserstoff als mittelfristigem Sekundärenergieträger und Rohstoff zunehmende Bedeutung. „Grüner“ Wasserstoff durch Elektrolyse von Wasser gilt als langfristiger und nachhaltiger chemischer Energieträger. Verkehr, Schifffahrt und Stahlindustrie in Deutschland brauchen bis 2050 geschätzt 500–800 Millionen Tonnen H2, unter anderem zur Reduktion von Eisenerz statt Koks. Bis zu 9,99% H2 dürfen ins Erdgasnetz eingespeist werden (DVGW-Regeln). Für einen Liter Wasserstoff muss grob ein Liter Wasser elektrolysiert werden. Das geht in den sonnenreichen Ländern nicht ohne Meerwasserentsalzung. Elektrolysewasserstoff ist etwa doppelt so teuer wie der aus Erdgas gewonnene, bislang aber die wichtigste Speicher- und Transportform der fotovoltaischen Solarenergie und Windenergie. Wie funktioniert die PEM-Elektrolyse? Welchen Vorteil bringt die Dampfelektrolyse? Welche Elektrodenmaterialien sind vorteilhaft? Das Kapitel fasst den Stand der Technik zur elektrolytischen Wasserstofferzeugung zusammen: Grundlagen, Technologien, Materialien, Zelldesign, Thermodynamik und Kinetik, Leistungsdaten und Entwicklungspotential der alkalischen, SPE- und Festoxid-Elektrolyse.