Welche Substanzen werden bei der Dampfreformierung für die Gewinnung von Wasserstoff verwendet?
Kohlenwasserstoffe mit Wasser
Wasserstoff
Wasserstoff

=== Molekularer Wasserstoff ===
Kleinere Mengen Wasserstoff werden im Labor oftmals durch die Reaktion von verdünnten Säuren mit unedlen Metallen wie z. B. Zink gewonnen. Schematisch gilt:
Weiter kann molekularer Wasserstoff durch die Reaktion von Wasser mit Alkalimetallen dargestellt werden. Diese Methode wird aber aus Kostengründen nur bei Schauversuchen angewendet.
Das wichtigste großtechnische Verfahren zur industriellen Gewinnung von molekularem Wasserstoff ist die Dampfreformierung. Hierbei werden unter hoher Temperatur und hohem Druck Kohlenwasserstoffe mit Wasser umgesetzt. Dabei entsteht Synthesegas, ein Gemisch aus Kohlenstoffmonoxid und Wasserstoff. Das Mengenverhältnis der Reaktionsprodukte kann anschließend durch die sogenannte Wassergas-Shift-Reaktion eingestellt werden.
Derzeit gewinnt im Rahmen der Debatte um Power-To-Gas die Elektrolyse von Wasser immer mehr an Bedeutung. Bei der Wasserelektrolyse wird Wasser durch Zuführung von elektrischer Energie in die Bestandteile Wasserstoff und Sauerstoff zerlegt.
: Wasser wird durch elektrischen Strom in Wasserstoff und Sauerstoff gespalten.
Methan Dampfreformierung
Dampfreformierung mit partieller Oxidation, CO-Konvertierung und Kohlenstoffdioxidabsorption (, , , , ).
Die Dampfreformierung (im technischen Sprachgebrauch auch Dampfreforming, ) ist das zurzeit bedeutendste großindustrielle Verfahren zur Herstellung von Wasserstoff aus kohlenstoffhaltigen Energieträgern und Wasser. Erdgas ist derzeit der wichtigste Rohstoff, prinzipiell eignen sich viele aliphatische Kohlenwasserstoffe wie Leichtbenzin, Methanol, Biogas oder Biomasse als Ausgangsmaterial. Die Dampfreformierung ist eine endotherme Reaktion, bei der die benötigte Wärme der Reaktion zugeführt werden muss. Durch gleichzeitige partielle Oxidation der Kohlenwasserstoffe kann das Verfahren auch autotherm durchgeführt werden. Der Wirkungsgrad (Erdgas zu Wasserstoff) liegt bei ca. 60 bis 70 %. Wasserstoffherstellung
Methan

==== Dampfreformierung und partielle Oxidation ====
Dampfreformierung mit partieller Oxidation, CO-Konvertierung und Kohlenstoffdioxidabsorption (, , , , ).
Folgeprodukte der Dampfreformierung von Methan (Auswahl).
Die Dampfreformierung, die partielle Oxidation und die Wassergas-Shift-Reaktion sind großtechnische durchgeführte Reaktionen. Das zunächst entstehende Produkt der Dampfreformierung ist ein als Synthesegas bezeichnet Gasgemisch, das unter anderem für die Produktion von Methanol verwendet wird.
Die partielle Oxidation von Methan wird ebenfalls als katalytisches Verfahren durchgeführt. Dabei reagiert Methan mit Sauerstoff in einer exothermen Reaktion zu Kohlenstoffdioxid und Wasserstoff. Der Energiebedarf der partiellen Oxidation ist daher geringer ist als bei der Dampfreformierung, erfordert jedoch den Einsatz von reinem Sauerstoff als Reaktand. Weiterhin besteht die Gefahr einer Explosion bei instabilen Prozessbedingungen.
Eine Kombination beider Prozesse, bei der die partielle Oxidation den Energiebedarf der Dampfreformierung deckt, wird Autothermale Reformierung genannt.
Ist Wasserstoff das Zielprodukt, wird das entstandene Kohlenstoffmonoxid mit weiterem Wasser in einem sogenannten Sekundärreformer einer Wassergas-Shift-Reaktion zu Kohlenstoffdioxid und weiterem Wasserstoff umgesetzt. Als Katalysatoren dienen Eisen(III)-oxid-Kontakte.
Der im Jahr 2010 hergestellte Wasserstoff wurde zu 98 % durch Dampfreformierung hergestellt. Die Folgeprodukte der Dampfreformierung und der partiellen Oxidation sind vielfältig. Je nach Kohlenstoffmonoxid zu Wasserstoffverhältnis wird das Synthesegas zur Methanolherstellung oder zur Hydroformylierung von Olefinen eingesetzt. Reiner Wasserstoff wird zur Produktion von Ammoniak im Haber-Bosch-Verfahren oder für Hydrierungen eingesetzt. Dampfreformierung
Dampfreformierung mit partieller Oxidation, CO-Konvertierung und Kohlenstoffdioxidabsorption (, , , , ).
Die Dampfreformierung (im technischen Sprachgebrauch auch Dampfreforming, ) ist das zurzeit bedeutendste großindustrielle Verfahren zur Herstellung von Wasserstoff aus kohlenstoffhaltigen Energieträgern und Wasser. Erdgas ist derzeit der wichtigste Rohstoff, prinzipiell eignen sich viele aliphatische Kohlenwasserstoffe wie Leichtbenzin, Methanol, Biogas oder Biomasse als Ausgangsmaterial. Die Dampfreformierung ist eine endotherme Reaktion, bei der die benötigte Wärme der Reaktion zugeführt werden muss. Durch gleichzeitige partielle Oxidation der Kohlenwasserstoffe kann das Verfahren auch autotherm durchgeführt werden. Der Wirkungsgrad (Erdgas zu Wasserstoff) liegt bei ca. 60 bis 70 %. Wasserstoffherstellung

==== Pyrolyse und Dampfreformierung ====
In einem weiteren Verfahren werden Pyrolyse und Dampfreformierung verknüpft. Die erste Stufe ist hierbei die Pyrolyse, bei der als Endprodukte Primärgase, Koks und Methanol entstehen. Diese werden in einem zweiten Teilprozess mit Wasserdampf versetzt, und es entsteht wiederum ein Gemisch aus Wasserstoff, Methan, Kohlenstoffmonoxid und Kohlenstoffdioxid. Auch bei diesem zweiten Schritt muss Energie zugeführt werden, und es wird anschließend durch Dampfreformierung Wasserstoff gewonnen. Diese zweistufige Variante wird vor allem für kleinere Anlagen eingesetzt.
Nach Angaben des dena-Projekts ''GermanHy'' kann zukünftig eine großtechnische Biomassevergasung eine Option zur Erzeugung von Wasserstoff aus erneuerbaren Energien werden. Die Wirkungsgrade der wichtigsten Verfahren für die Konversion von Biomasse zu Wasserstoff liegen dabei im Bereich von 30 bis 40 Prozent.
Es sind noch keine kommerziellen Anlagen für die Wasserstoffherstellung bekannt. Allerdings steht die Herstellung von Wasserstoff aus Biomasse neben der direkten energetischen Nutzung von Biomasse (bsw. durch Hackschnitzel) auch in Konkurrenz zur Biomasseverflüssigung. Die so gewonnenen flüssigen Kraftstoffe haben als Energieträger eine höhere Energiedichte als Wasserstoff und sind einfacher handhabbar.