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Wasserstoff Glossar

H2EL Wasserstoff Glossar

Herzlich willkommen zum Wasserstoff-Glossar. Wir freuen uns, Ihnen eine Sammlung von Begriffen und Konzepten rund um das Thema Wasserstoff präsentieren zu können. Hier finden Sie detaillierte Erklärungen zu den Eigenschaften dieses faszinierenden Elements sowie zu seinen vielfältigen Anwendungen. Darüber hinaus bieten wir Ihnen aktuelle Informationen über Entwicklungen und Fortschritte im Bereich Wasserstoff, insbesondere in der Region Emscher-Lippe. Ob Sie bereits mit dem Thema vertraut sind oder gerade erst anfangen, sich damit auseinanderzusetzen, unser Glossar ist eine wertvolle Informationsquelle für alle Interessierten.

A

Alkalische Elektrolyse

Die alkalische Elektrolyse (AEL) gilt als etablierteste Form der Elektrolyse und zeichnet sich vor allem durch eine hohe Reinheit der Produktgase aus. Als Elektrolyt kommt eine alkalisch-wässrige, d. h. basische Lösung zum Einsatz.

Ammoniak

Ammoniak (NH3) ist ein wichtiger Grundstoff in der Chemie. Wenn er mithilfe von grünem Wasserstoff hergestellt wird, spricht man von grünem Ammoniak. Soll Wasserstoff über große Entfernungen in großer Menge transportiert werden, kann dies auch in Form von Ammoniak geschehen, für den es heute schon entsprechende Schiffe gibt. Der Ammoniak kann dann am Ankunftshafen oder am Verbrauchsort geckrackt, also in Stickstoff und Wasserstoff getrennt werden. Anders als Wasserstoff ist Ammoniak allerdings giftig.

Anwenderzentrum h2herten

Im Oktober 2009 wurde in Herten das erste kommunale Anwenderzentrum für die Wasserstoff- und Brennstoffzellentechnologie in Deutschland eröffnet. Es bietet im bisherigen ersten Bauabschnitt 1.800 m² Büro- und 1.200 m² Technikraumflächen, die speziell auf die Bedürfnisse und Ansprüche der Branche für Zukunftsenergien ausgerichtet sind. Ziel war und ist es, interessierten Unternehmen der Branche direkte Angebote und ideale Rahmenbedingungen für Ansiedlungen anbieten zu können.

B

Blauer Wasserstoff

Bei der Produktion von blauem Wasserstoff wird das entstehende CO2 aufgefangen und entweder unterirdisch gelagert (CCS) oder aber in Chemikalien oder Brennstoffe umgewandelt (CCU).

Brennstoffzelle

In einer Brennstoffzelle wird die chemische Reaktionsenergie eines Brennstoffs mithilfe eines Oxidationsmittels in elektrische Energie umgewandelt. In einer Wasserstoff-Sauerstoff-Brennstoffzelle verbinden sich Wasserstoff und Sauerstoff zu Wasser. Dieser Prozess verläuft somit genau umgekehrt zur Elektrolyse.

C

CCS

CCS steht für Carbon Capture and Storage – Abscheidung und Speicherung von Kohlendioxid (CO2).

CCU

Als „Carbon Capture and Utilization“ werden die Abscheidung, der Transport und die anschließende Nutzung von Kohlenstoffverbindungen, meist in Form von Kohlendioxid (CO2) oder Kohlenmonoxid (CO), bezeichnet, bei denen der Kohlenstoff mindestens einem weiteren Nutzungszyklus zugeführt wird.

D

Dampfreformierung

Aktuell werden rund 96% des weltweit hergestellten Wasserstoffs durch die Reformierung von fossilen Brennstoffen gewonnen. In diesem Verfahren reagiert ein Kohlenwasserstoff wie z. B. Erdgas mit Wasser. Dabei entsteht neben dem Wasserstoff als Nebenprodukt CO2.

DRI – Direktreduktionsverfahren

Im Direktreduktionsverfahren reagiert Wasserstoff mit dem Sauerstoff im Eisenerz (Eisenoxid) und wandelt dieses in sog. Eisenschwamm (eng. „direct reduced iron“) um. Dieser Eisenschwamm wird zusammen mit Stahlschrott in einem Elektrolichtbogenofen eingeschmolzen.

E

Elektrolyse

Die Elektrolyse ist ein chemischer Prozess, in dem Substanzen durch elektrischem Strom in ihre Bestandteile aufgespalten werden. Der Strom wird über zwei Elektroden (Anode und Kathode) in eine leitfähige Flüssigkeit (Elektrolyt) geführt. Der Anoden- und Kathodenraum wird durch eine poröse Wand (z.B. ein Diaphragma oder eine Membran) getrennt, damit sich die Reaktionsprodukte nicht vermischen. Bei der Wasserelektrolyse wird Wasser in die Elemente Wasserstoff und Sauerstoff zerlegt.

F

Fischer-Tropsch-Synthese

Die Fischer-Tropsch-Synthese ist ein chemischer Prozess, der in den 1920er Jahren von den deutschen Chemikern Franz Fischer und Hans Tropsch entwickelt wurde. Bei dieser Synthesemethode werden Kohlenmonoxid (CO) und Wasserstoff (H2) zu längerkettigen Kohlenwasserstoffen umgesetzt, die als Synthesegas bezeichnet werden. Das Synthesegas wird anschließend über einen Katalysator geleitet, der die Reaktion zwischen CO und H2 ermöglicht und eine Vielzahl von Kohlenwasserstoffverbindungen erzeugt.

G

Grauer Wasserstoff

Bei der Produktion von grauem Wasserstoff wird CO2 emittiert, da dieser aus fossilen Brennstoffen hergestellt wird. Derzeit wird Wasserstoff fast ausschließlich durch Erdgas-Reformierung gewonnen.

Grüner Wasserstoff

Bei der Produktion von grünem Wasserstoff wird kein CO2 emittiert, da Wasser durch Elektrolyse mit Strom aus erneuerbaren Quellen in Wasserstoff und Sauerstoff gespalten wird.

H

H2EL Wasserstoffkoordination Emscher-Lippe

Die Wasserstoffkoordination Emscher-Lippe versteht sich als Dienstleister für den Strukturwandel und den Klimaschutz. Ihr Hauptziel besteht darin, vorhandene Potenziale in der Region zu bündeln und Unternehmen sowie Forschungseinrichtungen zusammenzubringen.

h2-netzwerk-ruhr

Der Verein bündelt die unternehmerischen, akademischen und öffentlichen Aktivitäten der Region zur Wasserstoff- und Brennstoffzellentechnologie. Er fördert deren Entwicklung mit dem Ziel der nachhaltigen Arbeitsplatzschaffung über Information der Öffentlichkeit, Bildungsarbeit, Lobbyarbeit und offene Fachveranstaltungen.

H2 Solution Lab

An der Westfälischen Hochschule soll ein H2-Solution-Lab entstehen, in dem Wasserstoffsystemkomponenten und Wasserstoffanlagentechnik konzipiert, aufgebaut, getestet und validiert werden. Die Arbeiten in dem hoch flexiblen Entwicklungs- und Testzentrum beziehen sich auf vollständige Wasserstofferzeugungssysteme vom Ventil über Elektrolyseure, Brennstoffzellen sowie Kompressoren und Speicher aber auch auf Wasserstoffnutzungssysteme, die gerade die Umstellung der mittelständischen Unternehmen auf eine Wasserstoffwirtschaft unterstützen.

Hydrogen Metropole RUHR

Das Projektbüro „Hydrogen Metropole Ruhr“ – kurz HyMR – wurde Ende 2021 auf Beschluss der Verbandsversammlung des Regionalverbands Ruhr gegründet und soll die vielfältigen Wasserstoffaktivitäten der Region sichtbar machen und koordinierende Unterstützung bei der Realisierung des Markthochlaufes der Wasserstoffwirtschaft geben.

HyPerformer

Die HyPerformer-Förderung richtet sich an regionale Projektkonsortien, die bereits über Feinkonzepte zum Einsatz von Wasserstofftechnologien verfügen und nun einen Rollout der Technologie anstreben.

K

Klimahafen Gelsenkirchen

Dahinter stehen Unternehmen aus dem Stadthafen Gelsenkirchen und Umgebung, verstärkt durch weitere Institutionen aus der Stadt. Sie wollen die einzigartig zentrale Lage des Stadthafens, an der sich alte und in die Zukunft weisende Verkehrs- und Transportlinien kreuzen, aktiv nutzen für die Transformation der Wirtschaft in Richtung Klimaneutralität.

L

LOHC

Flüssige organische Wasserstoffträger, auch bekannt als Liquid Organic Hydrogen Carrier (LOHC), dienen zur Speicherung von Wasserstoff. Ein Beispiel für einen solchen Träger ist das Thermalöl Benzyltoluol, das bis zu 54 Kilogramm Wasserstoff pro Kubikmeter LOHC aufnehmen kann. Der Wasserstoff wird sicher und ohne spezielle Kühlung in Tanklastwagen, Zügen oder Tankschiffen transportiert. Bei den Verbrauchern wird der Wasserstoff mithilfe einer Dehydrieranlage aus dem LOHC freigesetzt und genutzt. Das verwendete Thermalöl, das als LOHC dient, kann nach der Wasserstofffreisetzung hunderte Male mit Wasserstoff be- und entladen werden und ist wiederverwendbar.

M

Methanol

Methanol, auch bekannt als Methylalkohol oder Holzalkohol, ist eine Chemikalie, die in verschiedenen Bereichen eingesetzt wird. Es wird häufig zur Herstellung von chemischen Produkten verwendet, aber es kann auch als synthetischer Kraftstoff genutzt werden.
Die synthetische Herstellung von Methanol erfolgt durch die Reaktion von Kohlenmonoxid (CO) und Kohlendioxid (CO2) mit Wasserstoff (H2). Diese Reaktion wird oft als “Methanol-Synthese” bezeichnet. Die erforderlichen Ausgangsstoffe können entweder aus fossilen Brennstoffen oder aus erneuerbaren Quellen gewonnen werden.

P

PEM-Elektrolyse

Die PEM-Elektrolyse (kurz für Proton-Exchange-Membrane oder Polymer-Electrolyte-Membrane) basiert auf einem Feststoffelektrolyt, der den Strom zwischen Anode und Kathode ermöglicht, gleichzeitig aber die Vermischung der Produktgase Sauerstoff und Wasserstoff verhindert.

PTX

PTX (Power-to-X) ist ein Sammelbegriff für Technologien, die erneuerbar erzeugten Strom zur Speicherung bzw. anderweitigen Nutzung in andere Stoffe oder Energieformen umwandeln. Damit können fluktuierende erneuerbare Energiequellen in Zeiten eines Überangebots besser genutzt werden.

Pyrolyse

Bei der Pyrolyse handelt es sich um einen Prozess, bei dem Wasserstoff von Erdgas oder Biogas durch eine thermische Spaltung bei hoher Temperatur und ohne Zugabe von Sauerstoff getrennt wird. Dieser Prozess wird in speziellen Pyrolyseanlagen durchgeführt.

R

Redoxreaktion

Eine Redoxreaktion ist eine chemische Reaktion, bei der Elektronen zwischen Reaktionspartnern übertragen werden. Ein bekanntes Beispiel dafür ist die Wasserelektrolyse, bei der Oxidation an der Anode und Reduktion an der Kathode stattfindet. Durch die elektrische Stromzufuhr wird Wasser in Sauerstoff und Wasserstoff aufgespalten. Diese Reaktion ermöglicht die Gewinnung von Wasserstoff als sauberem Energieträger. An der Anode findet die Oxidation von Wasser statt, wodurch Sauerstoff freigesetzt wird. Gleichzeitig wird an der Kathode die Reduktion von Wasser durchgeführt, wodurch Wasserstoff erzeugt wird. Die Wasserelektrolyse ist somit ein Prozess, der auf der Prinzipien der Redoxreaktion basiert.

Roter Wasserstoff

Roter Wasserstoff, auch bekannt als Wasserstoff der Stufe 2 oder H2, wird durch Elektrolyse hergestellt, wobei Wasser in seine Bestandteile aufgespalten wird. Bei diesem Verfahren wird elektrischer Strom verwendet, um Wasser in Wasserstoff und Sauerstoff zu zerlegen. Der Prozess der Elektrolyse ermöglicht eine klimaneutrale Produktion von Wasserstoff, da bei der Verbrennung von Wasserstoff nur Wasser als Nebenprodukt entsteht. Allerdings ist es wichtig anzumerken, dass der für die Elektrolyse verwendete Strom aus Kernkraftwerken stammt. Kernkraftwerke erzeugen elektrische Energie durch die Spaltung von Atomkernen, was zwar eine effiziente und weitgehend emissionsfreie Energiequelle ist, jedoch auch mit spezifischen Vor- und Nachteilen verbunden ist.

S

Sektorenkopplung

Sektorenkopplung bezeichnet die Entstehung eines integrierten Energiesystems, in dem die Sektoren Strom, Wärme und Mobilität miteinander verschränkt und Energieflüsse optimiert werden. Dies geschieht durch Power-to-X Technologien, z. B. durch die Produktion von Wasserstoff mit überschüssigem Strom aus der Einspeisung von Wind und Solarstrom, der dann zur Erzeugung von Wärme oder im Verkehr verwendet wird.

SAF

Nachhaltiger Flugzeugtreibstoff (SAF – Sustainable Aviation Fuel) ist ein erneuerbarer Flugzeugtreibstoff, der aus nachhaltig gewonnenen, zu 100% erneuerbaren Abfall- und Reststoffrohstoffen hergestellt wird. SAF kann aus Reststoffen oder aus grünem Wasserstoff und Kohlenstoff gewonnen werden, der z.B. aus der Luft entnommen wird.

Stack

In einem Stack werden mehrere Brennstoffzellen oder Elektrolyseure in Reihe geschaltet und durch Bipolarplatten miteinander verbunden. Auf diese Weise wird eine modulare Bauweise erreicht.

Synthesegas

Synthesegas ist ein Gasgemisch aus Kohlenmonoxid und Wasserstoff, aus dem sich eine Vielzahl an chemischen Verbindungen herstellen lässt. Dieses wird hauptsächlich aus fossilen Rohstoffen gewonnen, kann aber auch per Elektrolyse erneuerbar gewonnen werden.

T

Türkiser Wasserstoff

Türkiser Wasserstoff wird durch die thermische Spaltung von Methan erzeugt, wobei kein CO2, sondern fester Kohlenstoff entsteht. Bei diesem Verfahren wird Methan bei hoher Temperatur in Wasserstoff und festen Kohlenstoff umgewandelt. Um sicherzustellen, dass dieses Verfahren CO2-neutral ist, ist es wichtig, den Hochtemperaturreaktor mit Wärme aus erneuerbaren Energien zu versorgen und den Kohlenstoff dauerhaft zu binden. Durch den Einsatz von erneuerbaren Energiequellen wie Sonnenenergie, Windkraft oder Geothermie zur Bereitstellung der erforderlichen Wärme kann der Prozess klimaneutral werden.

W

Weißer Wasserstoff

Weißer Wasserstoff bezeichnet Wasserstoff, der natürlicherweise in Vorkommen auf der Erde vorhanden ist und unter anderem in afrikanischen Regionen zu finden ist. Es handelt sich um Wasserstoff, der nicht durch menschliche Eingriffe oder technologische Prozesse erzeugt wird, sondern auf natürliche Weise entsteht.


Wasserstoffkoordination
WiN Emscher-Lippe GmbH


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