Die USA sind kurz davor, gelben Wasserstoff zu produzieren
Es könnte sich um eine revolutionäre Erfindung handeln, die von der ganzen Welt kopiert wird, so wie es bei der roten Farbe der Fall war, die in Japan unaufhaltsam auf dem Vormarsch ist.
Die Vereinigten Staaten haben gerade eine so vielversprechende Quelle entdeckt, dass sie ihr einen neuen Namen geben mussten. Die Experten sprechen bereits von "gelbem Wasserstoff", der nichts mit grünem oder blauem Wasserstoff zu tun hat.
Es könnte sich um eine revolutionäre Erfindung handeln, die von der ganzen Welt kopiert wird, so wie es beim roten Wasserstoff der Fall war, der in Japan unaufhaltsam voranschreitet.
Was ist gelber Wasserstoff?
Gelber Wasserstoff, allgemein bekannt als photochemischer Wasserstoff, wird durch eine wasserspaltende Photokatalysereaktion erzeugt. Das Grundprinzip dieser Methode besteht darin, die Anzahl der Reaktionen zu begrenzen und Sonnenenergie sowie manipulierte Katalysatoren zu nutzen, um Wassermoleküle in Wasserstoff und Sauerstoff zu spalten.
Diese Form des Wasserstoffs, die als gelber Wasserstoff bezeichnet wird, verwendet im Gegensatz zu anderen herkömmlichen Formen der Wasserstofferzeugung keine fossile Energie und hat keine direkten negativen Auswirkungen auf das Klima durch Treibhausgasemissionen. Er ähnelt dem orangefarbenen Wasserstoff, ist aber nicht auf Abwasser angewiesen, was der Hauptunterschied ist.
Wie wird gelber Wasserstoff hergestellt?
Die Herstellung von gelbem Wasserstoff erfolgt in mehreren Schritten. In der ersten Stufe wird mithilfe von Halbleiter-Photokatalysatoren und Sonnenlicht Wasser in Wasserstoff und Sauerstoff aufgespalten, ein Prozess, der der Elektrolyse zur Herstellung von grünem oder blauem Wasserstoff ähnelt.
Zu den in diesem Verfahren verwendeten Photokatalysatoren gehören Halbleitermaterialien wie Titandioxid oder Cadmiumsulfid. Diese Materialien fangen das Sonnenlicht ein und machen es nutzbar, sodass das Wasser an der Oberfläche des Katalysators abgeschieden werden kann.
Die Vorteile dieser neuen Entdeckung
Gelber Wasserstoff hat mehrere Vorteile gegenüber anderen Formen der Wasserstofferzeugung. Er ist eine umweltfreundliche Energiequelle, die keine Treibhausgase freisetzt und keine fossilen Brennstoffe verwendet. Einigen Studien zufolge kann der Wirkungsgrad der Energieumwandlung bis zu 19 % betragen.
Er kann in kleinem Maßstab mit einfachen und billigen Materialien hergestellt werden, was eine dezentrale Produktion ermöglichen würde. Allerdings gibt es auch einige Herausforderungen im Zusammenhang mit der Produktion von gelbem Wasserstoff.
Das Verfahren ist noch nicht so ausgereift und optimiert wie andere derzeitige Methoden, und es sind weitere Forschungen und Experimente erforderlich, um die Ergebnisse und die praktische Anwendung zu verbessern. Einige der verwendeten Photokatalysatoren können teuer sein und ihre Betriebszeit ist oft begrenzt.
Derzeit ist ihre Produktionsrate niedriger als die von Methoden wie der Methandampfreformierung oder der Elektrolyse.
Neue Projekte zu gelbem Wasserstoff
Das National Renewable Energy Laboratory (NREL) arbeitet an der Abtrennung von Wasser durch Photokatalyse und hat mehrere Prototypsysteme zur Gewinnung von gelbem Wasserstoff entwickelt. Die University of Colorado Boulder entwickelt ein neues Photokatalysatormaterial, das effizienter und wirtschaftlicher ist als die derzeitigen Materialien.
Die Universität von Kalifornien in Berkeley erforscht die künstliche Photosynthese mit dem Ziel, gelben Wasserstoff und andere wertvolle Chemikalien herzustellen. Einige amerikanische Bundesstaaten sind für die Entwicklung von gelbem Wasserstoff besonders geeignet. Ein Beispiel ist Kalifornien, das sich dank seiner Solarressourcen und seiner Ziele für den Übergang zu erneuerbaren Energiequellen am besten für die Herstellung von gelbem Wasserstoff eignet.
Texas hat große Wachstumschancen, da der Staat bereits über eine gut entwickelte Wasserstoffproduktion und einen Solarenergiesektor verfügt. Arizona und insbesondere New Mexico können als Gebiete mit hohem Potenzial für gelben Wasserstoff angesehen werden, da dort Flächen zur Verfügung stehen und die Sonneneinstrahlung hoch ist.