Neben den schon gängigen Verfahren der Reformierung und der
Wasser-Elektrolyse befinden sich noch andere Herstellungsmöglichkeiten
von Wasserstoff in der Erprobung:
- Vergasung/Vergärung von Biomasse
Neben der Verbrennung von Biomasse zur Energiegewinnung bietet
dieses Material auch die Möglichkeit zur Wasserstofferzeugung.
Zur Vergärung von Biomasse können außer Resten aus der
Land- und Forstwirtschaft oder Biomüll aus Haushalten auch organische
Industrieabfälle genutzt werden. Das bei der Vergärung gewonnene
Methangas kann durch herkömmliche Reformierung in Wasserstoff
umgewandelt werden. Bei der Nutzung von Biomasse mit besonders
hohem Feuchtigkeitsanteil (z.B. Biomüll aus Haushalten, Gülle),
kann Biogas mit 60- 70 %igem Methananteil erzeugt werden, der
dann in Direktmethanol-Brennstoffzellen der neuen Generation direkt
als Brenngas verwendet werden kann.
Bei der Vergasung von Biomasse werden Vergaser eingesetzt, die
mit Luft (Sauerstoff) und Wasserdampf arbeiten. In einem ersten
Schritt entsteht durch Reformierung oder partieller Oxidation
und Einsatz von Sauerstoff ein Gasgemisch aus Kohlenmonoxid und
Methan. Anschließend wird das Kohlenmonoxid mit Wasserdampf
zu Wasserstoff und Kohlendioxid umgewandelt.
- Kvæner-Verfahren
Das von einem norwegischen Unternehmen in den 1980er Jahren entwickelte
Kvæner-Verfahren ("Kvæner Carbon Black and Hydrogen Process")
erzeugt Wasserstoff ohne CO2-Emissionen. Kohlenwasserstoffe (Erdgas,
Erdöl) werden in einem Plasmabrenner bei 1600°C vollständig
in reinen Kohlenstoff und Wasserstoff umgewandelt. Unter Berücksichtigung
aller verwertbarer Produkte kann ein sehr hoher Wirkungsgrad erreicht
werden, jedoch benötigt dieser Prozess sehr viel Kühlwasser
und Elektrizität und bietet sich somit nur für große
Produktionsmengen an. Das Verfahren befindet sich noch in der
Erprobung. Bisher wurde nur eine seit 1992 in Kanada betriebene
Pilotanlage realisiert.
- Wasserstoff aus Grünalgen
Die Nutzung von Grünalgen zur Produktion von Wasserstoff
ist noch sehr neu und zum größten Teil unerforscht.
Grünalgen spalten mit Hilfe eines Enzyms (Hydrogenase) Wasser
in Sauerstoff und Wasserstoff. Die dazu benötigte Energie
erhalten sie durch Photosynthese. Wenn man den Stoffwechsel der
Algen durch eine Schwefeldiät verlangsamt, wird die Wasserstoffproduktion
noch verstärkt. Der nicht verwertbare Energieüberschuss
wird dann in Form von Wasserstoff an die Umwelt abgegeben. Forschern
ist es gelungen, mit Hilfe von gentechnisch manipulierten Algen
die Wasserstoffproduktion noch weiter zu erhöhen. Sie sind
zurzeit damit beschäftigt, den Aufbau des verantwortlichen
Enzyms weiter zu entschlüsseln, um mit künstlichen Membranen
und Grünalgen eine biochemische Batterie zu entwickeln.
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Energien 2005
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