WAS BEDEUTET WASSERSTOFF?

Wasserstoff

Wasserstoffgas (Molekularformel H₂) ist das einfachste und leichteste Element im Periodensystem und besitzt einzigartige physikalische und technische Eigenschaften, die es für verschiedene Anwendungen und Forschungsbereiche unverzichtbar macht.

Physikalische Eigenschaften

Die Molekularmasse von Wasserstoffgas beträgt 2,016 g/Mol. Bei Raumtemperatur ist das Gas farblos, geruchlos und geschmacklos. Die Dichte beträgt etwa 0,08988 gH2/L bei 0 °C und 1 atm, womit es die geringste Dichte aller Gase aufweist. Die Phasenübergänge liegen bei -252,87 °C (20,28 K) bzw. -259,14 °C (14,01 K). Es ist leicht löslich in Wasser und anderen Lösungsmitteln.

Technische Eigenschaften

Wasserstoff ist leicht entzündlich und kann mit Luft explosive Gemische bilden. Der Entflammbarkeitsbereich liegt zwischen 4% und 75% Wasserstoff in der Luft und die Selbstentzündungstemperatur beträgt etwa 500 °C. Wasserstoff hat eine hohe Wärmeleitfähigkeit (0,1805 W/m-K bei 300 K), wodurch er sich als Kühlmittel in Hochleistungsanwendungen wie Stromgeneratoren und Kernreaktoren eignet. Die spezifische Energie (Energie pro Masseneinheit) von Wasserstoff ist mit etwa 142 MJ/kg mehr als doppelt so hoch wie bei herkömmlichen Kohlenwasserstoffbrennstoffen. Aufgrund seines hohen Diffusionsvermögens von ca. 0,61 cm²/s in Luft bei Raumtemperatur ist Wasserstoff ein schnelles Gas, was sein Verhalten bei Lagerung und Transport beeinflusst. Weitere Informationen speziell zur Sicherheit von Wasserstoff finden Sie beispielsweise in diesem Artikel.

Wasserstoffgas als Energieträger

Wasserstoff kann eine entscheidende Rolle beim Übergang zu einem erneuerbaren und umweltfreundlichen Energiesystem, der Energiewende, spielen. Einer der Hauptgründe dafür ist, dass Wasserstoff mit Hilfe von erneuerbarem Strom und Wasser durch ein Verfahren namens Elektrolyse erzeugt werden kann. Einige verfügbare und in der Entwicklung befindliche Elektrolyseverfahren werden hier  zusammengefasst.

Sind Wasserstoff und Kohlendioxid vorhanden, können Brennstoffe wie Methan, die heute überwiegend fossilen und nicht erneuerbaren Ursprungs sind, vermehrt werden. Dies wird zum Beispiel im Greengas-Projekt in Aigle demonstriert.