Alkalischer Elektrolyseur im runden Design

Rohstoff:
Wasserstoff wird in verschiedenen Industrien und Sektoren häufig als Rohstoff verwendet und dient als Schlüsselkomponente bei der Produktion von Chemikalien, in Raffinerien, der Stahlherstellung und der Energieerzeugung. Die Herstellung von Wasserstoff durch alkalische Wasserelektrolyse ermöglicht diesen Industrien die Dekarbonisierung.

Chemische Industrie:
Wasserstoff ist ein entscheidender Rohstoff, der als Baustein für die Synthese einer Vielzahl chemischer Verbindungen dient und bei der Herstellung von Ammoniak, Methanol, Wasserstoffperoxid und verschiedenen organischen Verbindungen verwendet wird.

Raffinerien:
Wasserstoff wird in Raffinerien zur Hydroverarbeitung genutzt, wo er mit schweren Erdölfraktionen kombiniert wird, um Verunreinigungen zu entfernen und die Qualität von Kraftstoffprodukten zu verbessern.

Stahlproduktion:
Wasserstoff wird in der Eisen- und Stahlindustrie als Ausgangsstoff für die Reduktion von Eisenerz zu metallischem Eisen in einem Prozess namens Direktreduktion eingesetzt. Dadurch werden die mit herkömmlichen Produktionsprozessen verbundenen CO2-Emissionen reduziert.

Stromerzeugung:
Durch den Einsatz von Brennstoffzellentechnologien, die Wasserstoff in Strom umwandeln, der als saubere Energiequelle genutzt werden kann, kann Wasserstoff als Ausgangsstoff für die Stromerzeugung verwendet werden.

Mobilität:
Der Einsatz von Wasserstoff in Mobilitätsanwendungen erleichtert den Übergang zu einem kohlenstoffarmen Transport und die Reduzierung von Treibhausgasemissionen. Es bietet den Vorteil, eine saubere und nachhaltige Energiequelle für eine Vielzahl von Fahrzeugen und Transportmitteln wie Busse, Lastkraftwagen, Taxis, Privatwagen und sogar Züge und Schiffe bereitzustellen. Wasserstoff-Brennstoffzellenfahrzeuge ermöglichen im Vergleich zu batterieelektrischen Fahrzeugen eine größere Reichweite und schnellere Betankungszeiten, was entscheidend auch zu einer Gewichtsreduzierung führt.

Kraftstoff:
Durch die Umwandlung erneuerbaren Stroms in Wasserstoff durch alkalische Wasserelektrolyse kann Wasserstoff als Brennstoff gespeichert und über große Entfernungen transportiert werden, wodurch die schwankende Natur der erneuerbaren Stromversorgung gepuffert und ausgeglichen wird. Dieser Brennstoff kann dann zur Stromerzeugung, Dampferzeugung oder sogar als Ersatz für Erdgas in häuslichen Heizanwendungen verwendet werden.

Ein alkalischer Elektrolyseur ist ein Gerät, das eine Elektrolytlösung, typischerweise Kalium- oder Natriumhydroxid, verwendet, um Wassermoleküle durch einen als Elektrolyse bezeichneten Prozess in Wasserstoff und Sauerstoff aufzuspalten. Das chemische Prinzip eines alkalischen Elektrolyseurs basiert auf den Prinzipien der Elektrochemie. In der Elektrochemie werden chemische Reaktionen durch die Übertragung von Elektronen von einer Substanz auf eine andere angetrieben. Wenn elektrischer Strom an eine Elektrolytlösung angelegt wird, führt dies dazu, dass die Elektrolytlösung einen Prozess durchläuft, der Elektrolyse genannt wird. Bei diesem Vorgang werden die Wassermoleküle durch den elektrischen Strom in ihre Atome Wasserstoff und Sauerstoff gespalten.

In einem alkalischen Elektrolyseur wird der Prozess durch die Anwesenheit der Elektrolytlösung ermöglicht, die Hydroxidionen (OH-) enthält, die den Elektronentransfer zwischen den Elektroden und den Wassermolekülen erleichtern. Die Hydroxidionen werden von der positiv geladenen Anode (der mit dem Pluspol der Stromquelle verbundenen Elektrode) angezogen und die Wasserstoffionen (H+) werden von der negativ geladenen Kathode (der mit dem Minuspol der Stromquelle verbundenen Elektrode) angezogen. .

● An der Anode werden Wassermoleküle oxidiert, um Sauerstoffgas und positiv geladene Wasserstoffionen zu bilden: 2H2O → O2 + 4H+ + 4e-
● An der Kathode werden Wasserstoffionen reduziert, um Wasserstoffgas zu bilden: 4H+ + 4e- → 2H2
● Insgesamt kann die Reaktion wie folgt ausgedrückt werden: 2H2O → 2H2 + O2

Die Elektrolytlösung spielt in diesem Prozess eine wichtige Rolle, indem sie ein leitfähiges Medium für den Elektronenfluss zwischen den Elektroden und den Wassermolekülen bereitstellt. Die Hydroxidionen in der Elektrolytlösung tragen außerdem dazu bei, einen stabilen pH-Wert aufrechtzuerhalten, der für die effiziente Funktion des Elektrolyseurs wichtig ist.