Der h2well Ideenwettbewerb

Das WIR!-Bündnis h2-well sucht nach visionären Konzepten wie grüner Wasserstoff lokal eingesetzt werden könnte, zum Beispiel im Verkehr, in Industrieprozessen oder zur Wärmeversorgung von Gebäuden gemäß dem Motto „Mehr H2 für weniger CO2“.

 

 

Darum geht’s im Ideenwettbewerb

01 _  Darum geht's

Wasserstoff wird in Zukunft eine wichtige Rolle bei der Dekarbonisierung von Verkehr, Wirtschaft und häuslichem Energiebedarf spielen. Denn mit Wasserstoff lassen sich Sonnen- und Windenergie oder Wasserkraft flexibel „speichern“. Das Gas, das mit erneuerbarer Energie im Prozess der Elektrolyse CO2-frei produziert werden kann, stellt damit ein wichtiges Element der Energiewende dar. Es kann unter anderem als Treibstoff in Brennstoffzellenfahrzeugen oder als Brennstoff in Industrieprozessen, wie zum Beispiel der Stahlproduktion eingesetzt werden. Aktuell wird „grüner“ Wasserstoff jedoch nur in kleinen Mengen erzeugt und eingesetzt. Denn auch an der notwendigen Infrastruktur mangelt es bislang. Gerade einmal rund 90 Wasserstofftankstellen für Brennstoffzellenautos existieren in Deutschland. Zeit, Wasserstoff in der Breite anzuwenden. Die Bundesregierung hat dazu bereits eine nationale Wasserstoffstrategie für Deutschland ausgearbeitet.

Doch wir wollen wissen, welche Ideen ihr für eine CO2-freie Zukunft mit Wasserstoff habt.

Legt los und entwerft eure eigene Wasserstoffvision für euren Ort - eure Stadt, euer Quartier oder euer Dorf – nach dem Motto „Mehr H2 für weniger CO2

 

 

Was beim Wettbewerb zu tun ist

02 _  Was zu tun ist

Wie könnte grüner Wasserstoff dazu beitragen, CO2-Emissionen zu sparen? In diesem Wettbewerb seid ihr herausgefordert, im Team eine grüne Wasserstoffvision für „euren“ Ort, zu entwickeln, die Antworten auf diese Frage gibt.

Zunächst sollt ihr dazu recherchieren, wie H2 lokal grün erzeugt und ob z.B. erneuerbare Energien vor Ort dafür genutzt werden könnten. Entwickelt auf dieser Basis eigene Ideen, in welchen Bereichen ihr den grünen Wasserstoff zur Minderung von Treibhausgasen in eurem Ort einsetzen wollt. Legt dar, welche Infrastrukturen und Technologien dafür eingerichtet werden müssten. Zu guter Letzt, bringt eure Ideen aufs Papier, ins World-Wide-Web, baut dazu ein Modell oder zeigt auf andere Art und Weise, wie ihr euch die lokale Wasserstoffwende vorstellt.

 

 

So könnt ihr teilnehmen

03 _  mitmachen

Der h2-well Schülerwettbewerb ist etwas für euch, wenn ihr euch für die Gestaltung der Energiewende und den Einsatz von Wasserstofftechnologien zur Erreichung der Treibhausgasneutralität interessiert. Außerdem solltet ihr in der 9. – 12./13. Klasse oder der Berufsschule sein und in Franken, Thüringen, Sachsen-Anhalt oder Sachsen leben.

Die Wettbewerbsaufgabe ist im Team zu lösen, d.h. ihr solltet mindestens zu zweit und maximal zu fünft sein. Die Anmeldung zum Wettbewerb ist ab dem 1. September 2021 bis zum 30. November 2021 möglich.

Nach der Anmeldung eures Teams erhaltet ihr unser Infopaket mit weiteren Tipps und Tricks.

Einsendeschluss für eure Wasserstoffvisionen ist der 15. Juli 2022.

 

 

Das ist das Ziel

04 _  Ziel

Das Ziel des Wettbewerbs ist es, ein Ideenkonzept für die lokale Erzeugung und den lokalen Einsatz von grünem Wasserstoff zu erarbeiten. Dabei kommt es auf kluges Nachfragen, Nachforschen und Nachrechnen an. Denn ihr sollt ausgehend von den tatsächlichen Rahmenbedingungen vor Ort das Potenzial für eine CO2-freie Zukunft mit grünem Wasserstoff aufzeigen.

Wie ihr eure Ergebnisse darstellt, ist euch überlassen. Mögliche Formate sind: Blog/Internetseite, PowerPoint-Präsentation, Video/Foto-Storys, Modell, Interview/Reportage, schriftliche Ausarbeitung (x – 8 Seiten, z.B. Seminarfacharbeit).

 

 

Rüdiger Eisenbrand

Bürgermeister der Stadt Apolda und Schirmherr des Wettbewerbs

Ich unter­stütze den h2-well Ideen­wett­bewerb, weil ich der Über­zeu­gung bin, dass wir neue An­sätze brauchen, um die Klima­schutz­ziele zu er­rei­chen. Als Bürger­meister bin ich mit dafür ver­ant­wort­lich, dass der öffent­liche Nah­ver­kehr und die Gas- und Elek­trizitäts­ver­sor­gung in unserer Kom­mune funk­tio­nieren. Gleich­zeitig müs­sen wir die Treib­haus­gas­emis­sionen in diesen Be­reich­en dras­tisch senken.

Eine mögliche Lösung ist der Ein­satz von grünem Was­ser­stoff. Mich fas­zi­niert vor allem die damit ver­bun­dene Sek­toren­kopp­lung. In der Mög­lich­keit Was­ser­stoff lokal aus er­neuer­baren Energien her­zu­stellen, um damit Brenn­stoff­zellen­fahr­zeuge zu be­tan­ken oder im Winter unsere Häuser zu be­hei­zen, liegt großes Po­ten­zial. Ich bin gespannt, welche Ideen die Wett­bewerbs­teil­nehmer dazu ent­wickeln.

Wettbewerb

02 _  Wettbewerb

Schritt 1

Stellt euch vor, die Jury kommt als Investorenteam in euren Ort und ihr müsst sie von euren Ideen für die lokale Wasserstoffwende überzeugen.

Im ersten Schritt geht es darum, das in eurem Ort vorhandene Potenzial für die grüne Wasserstofferzeugung einzuschätzen. Macht eine Bestandsaufnahme zur Energieversorgung und recherchiert, welche erneuerbaren Energien lokal für die H2-Produktion zur Verfügung stehen. Falls keine Erzeugungsanlagen vorhanden sind, überlegt, was neu gebaut werden könnte. Forscht und fragt dazu nach! Und scheut euch nicht, eigene überschlägige Berechnungen zur Wasserstofferzeugung aufzustellen.

Schritt 2

Im zweiten Schritt geht es um eure Ideen und Lösungsansätze, wo und wie ihr das grüne Gas einsetzen wollt, um die CO2-Emissionen lokal zu reduzieren, ob in der Mobilität, in der Wärmeversorgung, zur Dekarbonisierung von Industrieprozessen oder zur Optimierung der Stromerzeugung. Ermittelt, welche Infrastrukturen und welche Technologien dafür benötigt werden. Versucht, eure Ideen mit z.B. quantitativen Angaben, Überschlagsrechnungen, Zeichnungen oder Konzeptgrafiken zu untersetzen.

Schritt 3

Bringt in einem dritten Schritt eure Ideen in einem Umsetzungskonzept aufs Papier oder ins Netz! Egal, welches Format ihr wählt, ob ein Präsentationsposter, eine Webseite oder eine schriftliche Ausarbeitung, denkt immer daran, das Ziel ist es, die Jury davon zu überzeugen, in eure Ideen zu investieren. Untermauert eure Ideen z.B. mit Fotos, Schaubildern oder Diagrammen, die ihr selbst erstellt habt, um die Jury für eurer Konzept zu gewinnen.

Die ausführliche Anleitung zum Wettbewerb könnt ihr hier herunterladen.

Für die Teams, die die drei überzeugendsten Konzepte im Wettbewerb eingereicht haben, winken folgende Prämierungen:

1.000 Euro für den 1. Platz

600 Euro für den 2. Platz

300 Euro für den 3. Platz

 

Die Preisverleihung findet im Rahmen der h2-well Jahresveranstaltung im Herbst 2022 statt, bei der die Gewinner die Möglichkeit haben, ihr Ideenkonzept Unternehmen, Hochschulen, Forschungseinrichtungen und Kommunen aus der h2-well Bündnisregion zu präsentieren.

 

 

Wettbewerbskriterien

Vier Kriterien für einen gelungenen Wettbewerbsbeitrag

  • Visionär: Euer Ideenkonzept zeigt auf, was mit dem Einsatz von Wasserstoff theoretisch möglich wäre, um zur Klimaneutralität vor Ort beizutragen.

  • Nachvollziehbar: Die Berechnungen, zum Beispiel zur Wasserstofferzeugung, die euer Konzept untermauern, sind nachvollziehbar und belegen eure intensive Auseinandersetzung mit der Wasserstoff- und Brennstoffzellentechnologie.

  • Überzeugend: Ihr legt in eurem Ideenkonzept auch dar, wie ihr die Menschen an eurem Ort in eure Wasserstoffvision einbeziehen und mitnehmen möchtet.

  • Kreativ: Sowohl bei der Recherche als auch bei der Entwicklung und Dokumentation eurer Ideen lasst ihr eurer Kreativität freien Lauf und seid innovativ.

 

Ablauf des Wettbewerbs

  1. Bildet ein Team

  2. Registriert euch beim Wettbewerb bis zum 30. November 2021 und erhaltet unser Infopaket mit Hilfestellungen zum Wettbewerb.

  3. Legt los, sammelt Ideen, recherchiert, rechnet und entwickelt ein Konzept.

  4. Reicht euer Konzept bis zum 15. Juli 2022 ein

Die Siegerehrung und die Preisverleihung finden bei der II. h2-well Jahresveranstaltung im Herbst 2022 statt. Dort haben die Gewinner-Teams die Möglichkeit, ihr Ideenkonzept vor Vertretern von Unternehmen, Hochschulen, Forschungseinrichtungen und Kommunen zu präsentieren.

Noch Fragen?

Du willst etwas Bestimmtes noch genauer wissen? Schreib uns!

Anmeldung zum Wettbewerb

Die Anmeldung zum Wettbewerb wird hier ab dem 01.09.2021 freigeschaltet.

Wissenswertes zum Thema Wasserstoff und seiner Anwendung

Grüner Wasserstoff – warum ist er grün?

Wasserstoff ist eigentlich ein farb-, geruchs- und geschmack­loses Gas. Warum sprechen aber so viele von grauem, blauem, türkis­farbenem oder eben grünem Wasser­stoff? Die Farben, mit denen Wasser­stoff teil­weise attri­buiert wird, ver­weisen auf die Art des Erzeugungs­verfahrens. Denn das Gas ist zwar das häufigste Element im Universum, auf unserem Planeten kommt es jedoch nur in gebund­ener Form vor. Als grün wird Wasser­stoff in der Regel bezeich­net, wenn er unter Ver­wend­ung erneuer­barer Energien erzeugt wurde, d.h. mittels rege­nerativen Stroms im Elektro­lyse-Verfahren.

Mehr Infor­mationen zur Wasser­stoff-Farben­lehre sind unter anderem auf der Web­site des Bundes­minis­teriums für Bildung und Forschung zu finden: https://www.bmbf.de/de/eine-kleine-wasserstoff-farbenlehre-10879.html

Erzeugung – wie funktioniert die Elektrolyse?

Bei der Elektrolyse wird Wasser mithilfe von elek­trischem Strom in seine atomaren Bestand­teile Sauer­stoff und Wasser­stoff gespalten. Dabei handelt es sich um eine durch Strom in Gang gebrachte Redox­reaktion.

Die zugrunde­liegende chemische Gleichung lautet: 2 H2O + e- → 2 H2 + O2 + Wärme

Damit dieses Reaktions­prinzip funktioniert, bedarf es einer Strom­quelle, zweier Elektroden (Kathode und Anode) und einer Membran, die die Wasser­moleküle durch­laufen. An der Anoden-Seite wird hoch­reines Wasser zugeführt.

Bei unserem Beispiel der PEM-Elektrolyse (engl. PEM = Proton Exchange Membran) ist die verwendete Membran protonen­durch­lässig und mit Edel­metall-Kata­lysatoren, die als Elek­troden fungieren, beschichtet. Dadurch ist die Zugabe eines flüssigen Elektro­lyten, wie z.B. Koch­salz­lösung, der das Wasser leit­fähiger macht, nicht notwendig.

Wenn über die Kathode (Minus­pol) und die Anode (Plus­pol) nun ein Gleich­strom ange­legt wird, läuft der folgende elektro­chemische Prozess ab:

  • Die Elektronen wandern von der Kathode zur Anode. (vom Minus- zum Plus­pol)
  • Die Elektronen können dabei die Membran pas­sie­ren. Die Elek­tronen sorgen dafür, dass sich die Wasser-Mole­küle spalten, zu je einem positiv gelade­nen Wasser­stoff-Ion (H+) (Kation bzw. Proton, da es sich um Wasser­stoff handelt) und einem negativ gela­denen Hydroxid-Ion (OH-) (Anion).
  • Die positiv geladenen Wasser­stoff-Ionen wandern darauf­hin durch die Membran zur Kathode (nega­tiver Pol) – daher spricht man von einer Protonen­aus­tausch-Membran. Die negativ gela­denen Hydroxid-Ionen bewegen sich dagegen zur Anode (positiver Pol). Die Membran ist für sie un­durch­lässig.
  • Die Hydroxid-Ionen an der Anode geben jeweils ein Elektron an die Kathode ab. Mit der Abgabe des Elektrons trennt sich das Ion in seine Be­stand­teile eines Wasser­stoff-Ions und eines Sauer­stoff­atoms.
  • Wie in Schritt 3, wandert das abge­spaltene Wasser­stoff-Ion nun durch die Mem­bran an die Kathode.
  • Jeweils zwei Wasser­stoff-Ionen verbinden sich an der Kathode zu einem Wasser­stoff-Molekül. Zwei Sauer­stoff­atome reagieren zu einem Sauer­stoff-Molekül.
  • Die beiden Wasser­stoff-Moleküle treten an der Kathode als Gas aus. Das Sauer­stoff-Molekül tritt bei der Anode als Gas aus. Als „Neben­produkt“ dieses Pro­zesses entsteht Wärme.

Neben dem auf einer Protonen-Austausch-Membran (engl. Proton Exchange Membrane, kurz PEM) beruhen­dem PEM-Elektro­lyse­ver­fahren, gibt es auch noch weitere Arten der Elektro­lyse, zum Beispiel die Alkali-Elektro­lyse oder die Hoch­temperatur-/Festoxid-Elektrolyse.

Die maß­geblichen Unter­schiede liegen in den ver­wen­deten Elektro­lyten. Bei der Alkali-Elektro­lyse wird zum Beispiel, wie der Name schon sagt, eine alka­lische Lösung als Elektrolyt ver­wen­det. Dadurch läuft der Prozess leicht ver­ändert ab, statt Protonen wandern nämlich Hydroxid-Ionen durch eine Dia­phragma-Membran. Das Prinzip ist jedoch immer dasselbe: Wasser wird durch Einsatz von elek­trischem Strom in Wasser­stoff und Sauer­stoff gespalten.

Unter https://www.planet-schule.de/mm/funktion-elektrolyse/ ist das Elektro­lyse-Prinzip an­schau­lich animiert.

So sieht der kom­plette Elektro­lyse­prozess ver­ein­facht dar­ge­stellt aus.

Brennstoffzelle – wie funktioniert eine Brennstoffzelle?

In einer Brenn­stoff­zelle läuft das Elektro­lyse-Prinzip „um­ge­kehrt“ ab, d.h. Wasser­stoff reagiert mit Sauer­stoff zu Wasser und dabei entsteht Strom. Die chemische Energie des Wasser­stoffs wird also wieder in elek­trische Energie um­ge­wan­delt.

Der wesent­liche Unter­schied im Aufbau einer Brenn­stoff­zelle (wir orientieren uns wieder am Beispiel einer Brenn­stoff­zelle mit Protonen-Austausch-Membran) ist, dass die Anode hierbei den Minus­pol bildet und die Kathode den Plus­pol. Und statt Wasser wird dem System Wasser­stoff und Sauer­stoff zugeführt.

Die Wasser­stoff­mole­küle oxi­dieren an der Anode (Minus­pol) – aus­gelöst durch die kata­lytische Beschicht­ung der Elek­trode – und geben Elek­tronen an die Anode ab. Die Elek­tronen wandern von der Anode über einen Strom­ab­nehmer (Strom­ver­braucher) zur Kathode.

Die Wasser­stoff-Ionen wandern wiederum durch die Elektro­lyt­membran in den Kath­oden­raum (Pluspol).

Sauer­stoff wird gas­förmig in den Kath­oden­raum ein­ge­führt. Die Membran hindert dabei den Sauer­stoff daran an die Anode zu ge­langen. An der Kathode spaltet sich das Sauer­stoff­mole­kül in seine zwei Sauer­stoff­atome, an diese binden sich die Elektronen.

Der so atomar vor­lie­gende Sauer­stoff reagiert mit den durch die Membran gelang­ten Wasser­stoff-Ionen zu Wasser.

Es entstehen neben Wasser, ein nutzbarer Strom und nutzbare Wärme.

Aufbau einer Brenn­stoff­zelle

Eine Brenn­stoff­zelle besteht, wie ein Elektro­lyseur, aus zwei Elek­troden (Anode und Kathode) und einem Elektro­lyten dazwischen. Der Elektrolyt kann ent­weder als Beschich­tung auf einer Poly­mer­membran (protonen­leitend, PEM-Brenn­stoff­zelle) auf­getragen oder eine alkalische Lauge (hydroxid­ionen­leitend, alka­lische Brenn­stoff­zelle) sein oder aus einem kera­mischen Werk­stoff, einem Fest­oxid (sauer­stoff­ionen­leitend, Fest­oxid­brenn­stoff­zelle) bestehen. Je nach Elektrolyt unter­scheidet sich die typische Betriebs­tem­peratur der Brenn­stoff­zellen.

Doch egal um welchen Typus von Brenn­stoff­zelle es sich handelt: Eine Brenn­stoff­zelle kommt selten allein. Tatsächlich werden in der Praxis mehrere Brenn­stoff­zellen zu­sammen­geschaltet, d.h. gestapelt. Man spricht dann von einem Brenn­stoff­zellen-Stack (stack engl. Stapel).

Wasserstoff – wo wird er überall eingesetzt?

In der chemischen Industrie

Wasserstoff findet in der chemischen Industrie breite Verwendung. Jährlich kommen dort etwa 12,5 Mrd. Kubikmeter Wasser­stoff zum Einsatz [Angabe, Verband der chemischen Industrie]. Gebraucht wird der Wasser­stoff vor allem, um chemische Grund­stoffe wie Ammoniak oder Methanol her­zu­stellen, die als Ausgangs­stoffe für Dünge­mittel oder Kleb- und Farb­stoffe dienen.

Doch Wasser­stoff kann auch als elektro­chemischer Energie­träger genutzt werden.

Zum Beispiel im Verkehr, in Brenn­stoff­zellen-Fahr­zeugen.

In Brenn­stoff­zellen-Fahr­zeugen wird der elektrische Strom für den Antrieb des Elektro­motors nicht über einen Batterie­speicher bereit­gestellt, sondern direkt im Fahr­zeug über die Brenn­stoff­zelle „erzeugt“. Ähnlich zu einem Diesel- oder Benzin­fahr­zeug, wird der dafür not­wendige Wasser­stoff in einem Tank mit­geführt. Einziger Unter­schied: Da Wasser­stoff eine sehr geringe Dichte aufweist, muss er bei hohem Druck (700 bar für PKW) mit­geführt werden. Die Tank­behälter müssen daher hohen Drücken stand­halten können.

Brenn­stoff­zellen (BZ) sind prin­zipiell in allen Bereichen der Mobilität ein­setzbar – vom Fahrrad- bis zum Flug­zeug­verkehr. Besonders interessant ist die Antriebs­art aber vor allem für Verkehre, bei denen schwere Lasten trans­portiert werden müssen. Denn ein Vorteil der BZ-Fahr­zeug­kompo­nenten ist, dass sie im Vergleich zum batterie-elektrischen Antriebs­strang weniger wiegen. Außer­dem dauert das Tanken nur wenige Minuten, während ein Batterie-Lade­vorgang in der Regel mehr Zeit in Anspruch nimmt. Und ist dann ebenso CO2-neutral im Betrieb.

In der Strom- und Wärme­versorgung

Brenn­stoff­zellen finden auch im stationären Bereich Anwendung, zum Beispiel als Not­strom­aggregat oder zur kombi­nierten Erzeugung von Strom und Wärme für den Haus­gebrauch. Für den Betrieb eines solchen Brenn­stoff­zellen-Heiz­geräts bedarf es eines Erdgas-Anschlusses oder einer eigenen Wasser­stoff­erzeugung. Aktuell wird jedoch meist das Erdgas aus dem Netz genutzt, welches entweder direkt in der Brenn­stoff­zelle „verbrannt“ (man spricht bezüglich der Energie­umwandlung in der Brenn­stoff­zelle auch von „kalter Verbrennung“) oder über einen Erdgas-Reformer zu Wasser­stoff umgewandelt wird.

Dann kann über die Brenn­stoff­zelle sowohl Wärme (thermische Energie, die bei der Oxidation von Wasser­stoff als Reaktions­energie frei wird) als auch Strom bereit­gestellt werden.

Während Wasser­stoff in der Brenn­stoff­zelle von chemischer Energie in elektrische Energie um­gewandelt wird und dabei Wärme ent­steht, kann Wasser­stoff auch direkt verbrannt und die thermische Energie, die dadurch entsteht, genutzt werden. So kann Wasser­stoff auch als Brenn­stoff in einem BHKW zur Wärme­erzeugung genutzt werden.

In Industrie­prozessen

Nicht nur Kuchen muss im Ofen gebacken werden, auch bei vielen Industrie­produkten, wie Stahl oder Porzellan, müssen deren Ausgangs­stoffe zunächst in einem industriellen Ofen hoch erhitzt werden. Dabei zum Einsatz kommen meistens fossile Brenn­stoffe, wie Kohle oder Erdgas. Eine Möglichkeit wäre diese durch Wasser­stoff zu ersetzen. Wir haben zwei Beispiele dafür heraus­gegriffen.

In der Zement­herstellung kann klima­neutral erzeugter Wasser­stoff Erdgas bei der Erhitzung von Ton­mineralien und Kalk – Ausgangs­stoffe für Zement – ersetzen. Denn die Bereit­stellung der Wärme­energie für das Brennen von sogenanntem Zement­klinker bei Temperaturen von rund 1.450 °C macht ca. 35% der bei der Zement­her­stellung ent­stehenden Treib­haus­gase aus, neben den ohnehin durch die chemische Reaktion beim Brennen freigesetzten CO2-Emissionen [Quelle WWF]. Insgesamt steht die Zement­klinker­produktion auf Platz drei der größten Quellen für industrielle Treib­haus­gas­emissionen in Deutschland [Quelle, de.statista.com, 2019]. Zement ist ein elementares Binde­mittel für die Bau­industrie und in vielerlei Hinsicht nicht zu 100 % ersetzbar – auch moderne Holzhäuser fußen auf einem Beton­sockel, für den Zement notwendig ist.

In der Stahl­erzeugung kann Wasser­stoff für die Wärme- und chemischen Reduktions­prozesse bei der Eisen­erz­verarbeitung eingesetzt werden. Üblicher­weise wird Eisen­erz zunächst im Hoch­ofen mithilfe von Koks stark erhitzt und durch das Ein­blasen von Kohle­staub zu Roh­eisen reduziert. Denn Eisen liegt in der Natur nur als Eisen­oxid vor, um reines Eisen zu erhalten, muss also der gebundene Sauer­stoff ent­zogen werden (Reduktions­prozess). Das geschieht im Hoch­ofen durch die Ver­bindung von Kohlen­stoff aus dem Koks mit dem Sauer­stoff der Luft, wobei Kohlen­stoff­monoxid entsteht, das den Sauer­stoff im Eisen bindet, aber auch CO2 freisetzt. Anstelle von Koks kann Wasser­stoff für diese Prozesse genutzt werden, wobei nur Wärme und Wasser­dampf, aber kein CO2 entsteht. Statt der Produktions­route über Hochofen, können aber auch sogenannte Direkt­reduktions­anlagen zur Stahl­produktion mit Wasser­stoff betrieben werden. Dabei entsteht kein flüssiges Roh­eisen mehr, sondern durch die direkte Oxidation mit Wasser­stoff und Kohlen­stoff­monoxid fester Eisen­schwamm.

Wasserstoff – ist das Gas nicht gefährlich?

Viele denken bei Wasser­stoff an die Knall­gas­probe aus dem Chemie­unterricht. Die zeigt be­ein­druckend wie Wasser­stoff unter Wärme­zufuhr (im Unterricht meistens eine Teelicht- oder Bunsen­brenner­flamme) mit der Um­gebungs­luft reagiert und ein lauter Knall bei dieser Reaktion entsteht. Das Experiment dient der Über­prüfung der Wasser­stoff­kon­zentration. Denn ein Sauer­stoff-Wasser­stoff-Gemisch ist bei einem Volumen­anteil des Wasser­stoffs zwischen 4 % und 77 % bei Er­wärm­ung explosiv. Reiner Wasser­stoff ist also per se nicht explosiv.

Doch was passiert, wenn Wasser­stoff tatsächlich aus einem Fahr­zeug­tank, z.B. ent­weicht? Geht dann nicht das ganze Auto „in die Luft“? Nein bzw. das ist extrem un­wahr­scheinlich, denn Wasser­stoff, der aus einem Tank in die Um­gebungs­luft austritt, ver­flüchtigt sich auf­grund seiner geringen Dichte sehr schnell, d.h. die Zünd­grenze von 4 % wird rasch unter­schritten. Auch ist die Ver­brennungs­ge­schwindig­keit von Wasser­stoff sehr hoch. Im Falle einer Ent­zündung würde eine Stich­flamme ent­stehen, die zwar kaum sichtbar und daher gefährlich ist, aber in der der aus­tretende Wasser­stoff schnell ver­brennen würde.

Wie auch bei Benzin oder Diesel ist beim Um­gang mit Wasser­stoff natürlich Vor­sicht walten zu lassen. Ein Wasser­stoff be­trieb­enes Fahr­zeug ist nicht un­sicherer oder sicherer als andere Antriebs­arten und Kraft­stoffe.

Experimente mit Wasser­stoff

Für diesen Wett­bewerb sind keine Ex­perimente not­wendig. Sinn und Ziel des Wett­bewerbs ist es, sich auf ein Gedanken­experiment ein­zu­lassen, wie die Welt in eurem Ort, eurem Dorf oder eurer Stadt, mit grünem Wasser­stoff aus­sehen könnte. Wollt ihr jedoch Experi­mente mit Wasser­stoff im Rahmen eures Wett­bewerbs­projekts durch­führen, haltet euch bitte an die gebotenen Vorsichts­maß­nahmen und klärt euer Vor­gehen mit einem Chemie­lehrer oder einer Chemie­lehrerin ab.

Sponsoren

Die AVX/KUMATEC Hydrogen entwickelt und baut innovative Lösungen zur Erzeugung, Speicherung und Vertankung von Wasserstoff. Das Spektrum reicht von kleinen Systemen mit wenigen Kilowatt Leistung bis hin zu Megawatt-Anlagen zur Betankung von Fahrzeugflotten oder Zügen auf Brennstoffzellenbasis. Damit trägt das Unternehmen zur erfolgreichen Umsetzung der Energiewende bei.

Die Wasserwerke Sonneberg sind ein kommunaler Eigenbetrieb und im Landkreis Sonneberg für die Wasserversorgung und Abwasserentsorgung zuständig. Wir legen Wert auf ein ökologisches, ökonomisches und sozial nachhaltiges Management und Arbeitsweise. Wasserstoff hat das Potential, unsere Aufgaben zukünftig klimafreundlicher zu erbringen.

Die IHK Südthüringen vertritt die Interessen von rund 27.500 Mitgliedsunternehmen der Landkreise Hildburghausen, Ilm-Kreis, Schmalkalden-Meiningen, Sonneberg und der kreisfreien Stadt Suhl. Wir vernetzen regionale Wirtschaft und Politik und unterstützen den Ausbau regionaler Wasserstoffaktivitäten als Energieträger der Zukunft.

Unser Instagram Link Schreib uns! Unser Twitter Link