Was ist Wasserstoffenergie und wie funktioniert sie?

1.Was ist Wasserstoffenergie?

Wasserstoff, das Element Nummer eins im Periodensystem, hat die geringste Anzahl an Protonen, nämlich nur eins. Das Wasserstoffatom ist außerdem das kleinste und leichteste aller Atome. Wasserstoff kommt auf der Erde hauptsächlich in seiner kombinierten Form vor, wobei Wasser die am weitesten verbreitete Substanz im Universum ist.

Wasserstoff hat einen sehr hohen Brennwert. Vergleichen Sie die Wärmemenge, die bei der Verbrennung derselben Masse an Erdgas, Benzin und Wasserstoff entsteht:

Unter den gleichen Bedingungen,

Bei der Verbrennung von 1 Gramm Erdgas entstehen der Messung zufolge etwa 55,81 Kilojoule Wärme;

Bei der Verbrennung von 1 Gramm Benzin werden etwa 48,4 Kilojoule Wärme freigesetzt;

Bei der Verbrennung von 1 Gramm Wasserstoff werden etwa 142,9 Kilojoule Wärme freigesetzt.

Beim Verbrennen von Wasserstoff entsteht 2,56-mal so viel Wärme wie bei Erdgas und 2,95-mal so viel Wärme wie bei Benzin. Anhand dieser Daten lässt sich leicht erkennen, dass Wasserstoff die grundlegenden Eigenschaften eines idealen Kraftstoffs besitzt – einen hohen Verbrennungswert!

Wasserstoffenergie gehört hauptsächlich zur Sekundärenergie. Der Schlüssel liegt darin, ob ihre Logik, Technologie und Wirtschaft die Bedeutung und den Wert des ökologischen Gleichgewichts, der Umweltpolitik und des Klimawandels haben. Sekundärenergie gehört zum Zwischenglied zwischen Primärenergie und Energieverbrauchern und lässt sich in zwei Kategorien einteilen: Die eine ist „Prozessleistungsquelle“ und die andere ist „Energie, die Körperenergie enthält“. Es besteht kein Zweifel, dass elektrische Energie die am weitesten verbreitete „Prozessleistungsquelle“ ist, während Benzin, Diesel und Kerosin die am weitesten verbreiteten „energetischen Energiequellen“ sind.

Aus logischer Sicht können moderne Transportfahrzeuge mit starker Mobilität, wie Autos, Schiffe und Flugzeuge, große Mengen elektrischer Energie aus Kraftwerken nicht nutzen, da „Prozessleistungsquellen“ nur schwer direkt in großen Mengen gespeichert werden können. Stattdessen können sie nur große Mengen „energiehaltiger Energie“ wie Benzin, Diesel, Flugkerosin und Flüssigerdgas nutzen.

Allerdings ist Tradition möglicherweise nicht immer von Dauer und Tradition ist möglicherweise nicht immer logisch. Mit dem Aufkommen und der Entwicklung von Elektrofahrzeugen und Hybrid-Elektrofahrzeugen kann „Prozessleistungsquelle“ auch „Energie enthaltende Energie“ ersetzen. Logischen Überlegungen zufolge werden mit dem kontinuierlichen Verbrauch fossiler Energie die Ressourcen irgendwann erschöpft sein und unweigerlich neue „energiehaltige Energie“ entstehen, unter denen Wasserstoffenergie der Hauptvertreter ist.

Wasserstoff kommt in der Natur reichlich vor und macht schätzungsweise 75 Prozent der Masse des Universums aus. Es ist in Luft, Wasser, fossilen Brennstoffen und allen Arten von Kohlenhydraten weit verbreitet.

Wasserstoff hat eine gute Verbrennungsleistung, einen hohen Zündpunkt, einen großen Brennbereich und eine schnelle Verbrennungsgeschwindigkeit. Aus Sicht des Brennwerts und der Verbrennung handelt es sich bei Wasserstoff durchaus um eine hochwertige und effiziente Energie. Darüber hinaus ist Wasserstoff selbst ungiftig. Neben der Erzeugung von Wasser und einer kleinen Menge Wasserstoffnitrid nach der Verbrennung werden keine schädlichen Schadstoffe für die Ökologie und die Umwelt erzeugt und es entsteht kein Kohlendioxidausstoß. Daher gehört Wasserstoffenergie zu sauberer Energie, die für die ökologische Umweltpolitik und die Reduzierung des Kohlendioxidausstoßes von großer Bedeutung ist.

2. Die Rolle der Wasserstoffenergie

Wasserstoffenergie verfügt über eine riesige Industriekette, die Wasserstoffaufbereitung, -speicherung, -transport und -betankung, Brennstoffzellen und Terminalanwendungen umfasst.

Bei der Stromerzeugung kann Wasserstoffenergie zur sauberen Stromerzeugung genutzt werden, um den Strombedarf auszugleichen und die Engpässe bei der Stromversorgung während der Spitzenzeiten zu beheben.

Beim Heizen kann Wasserstoffenergie mit Erdgas gemischt werden, was eine der wenigen kohlenstoffarmen Energiequellen ist, die in Zukunft mit Erdgas konkurrieren können.

Im Luftfahrtsektor, der jedes Jahr mehr als 900 Millionen Tonnen Kohlendioxid ausstößt, ist Wasserstoffenergie der wichtigste Weg zur Entwicklung einer kohlenstoffarmen Luftfahrt.

Im militärischen Bereich kann die Wasserstoff-Brennstoffzelle im militärischen Bereich eingesetzt werden. Sie bietet die Vorteile von Ruhe, kann kontinuierlichen Strom erzeugen, hohe Energieumwandlung und ist eine wichtige Voraussetzung für die Tarnung von U-Booten.

Fahrzeuge mit Wasserstoffenergie, Fahrzeuge mit Wasserstoffenergie haben eine gute Verbrennungsleistung, schnelle Zündung, einen hohen Heizwert, reichlich Reserven und andere Vorteile. Wasserstoffenergie verfügt über vielfältige Quellen und Anwendungen, die den Anteil fossiler Energie wirksam reduzieren können.

Die Verbesserung des Niveaus der sauberen Entwicklung und die Entwicklung von Wasserstoffenergie sind ein wichtiger Träger für den Aufbau eines „multi-energetischen komplementären“ Energieversorgungssystems und eine wichtige treibende Kraft für die Energieumwandlung und -modernisierung.