Wasserstoffherstellung
Wasserstoffherstellung

==== Elektrolyse von Wasser ====
Diese Form der Umwandlung von Wasser in Wasserstoff wurde erstmals um 1800 von dem deutschen Chemiker Johann Wilhelm Ritter nachgewiesen. Die Reaktion findet in einem mit leitfähigen Elektrolyten (Salze, Säuren, Basen) gefüllten Gefäß statt, in dem sich zwei Elektroden befinden, die mit Gleichstrom betrieben werden. Unter alkalischen Bedingungen läuft der Herstellungsprozess dabei in zwei Teilreaktionen ab:
An der Anode werden im Prinzip Elektronen abgegeben, die von der Kathode wieder aufgenommen werden. In der Gesamtreaktion entsteht aus Wasser also molekularer Wasserstoff und molekularer Sauerstoff:
Das Verfahren ergibt energiewirtschaftlich nur dann einen Sinn, wenn auch der erzeugte reine Sauerstoff verwendet werden kann und nicht einfach an die Luft abgegeben wird. Der energetische Wirkungsgrad der Elektrolyse von Wasser liegt bei über 70 %. Mehrere Anlagenhersteller (z. B. Electrolyser Corp., Brown Boveri, Lurgi, De Nora, Epoch Energy Technology Corp.) bieten große Elektrolysegeräte mit einem noch höheren Wirkungsgrad (über 80 %) an. Wissenschaftler des MIT haben 2008 einen Katalysator entwickelt, der die Effizienz der Elektrolyse von Wasser auf nahezu 100 % steigern soll, 2019 aber noch im Forschungstadium war.
Ein Verfahrenstyp ist die alkalische Elektrolyse, die wegen der niedrigen Strompreise von Wasserkraftwerken als Energielieferanten vor allem in Norwegen und Island genutzt wird.
Anders als bei der Verwendung von fossilen Energieträgern wird bei der Elektrolyse kein CO2 freigesetzt. Dies gilt allerdings nur, wenn der verwendete Strom nicht aus fossilen Energieträgern erzeugt wurde. Bei der Wasserstoffherstellung, -speicherung und anschließenden Rückverstromung lag der Wirkungsgrad 2013 bei maximal 43 %. Sterner et al. geben Wirkungsgradspannen zwischen 34 und 44 % an. Es wird davon ausgegangen, dass perspektivisch elektrische Gesamtwirkungsgrade von maximal 49 bis 55 % erreicht werden können.