Am Dienstag, dem 31. Januar, wurde in der Fachzeitschrift Nature Energy eine bedeutende Entdeckung bestätigt: Es ist möglich, Wasserstoff aus Meerwasser zu gewinnen . Ein Bericht eines Teams von Ingenieuren und Mineralogiewissenschaftlern aus Australien, China und den USA demonstrierte die Machbarkeit eines Verfahrens zur Wasserstofferzeugung aus Meerwasser ohne vorherige Wasseraufbereitung . Wie die Autoren betonen, ist die Elektrolyse direkt in Meerwasser die primäre Methode und damit deutlich wirtschaftlicher.
Im Gegensatz zu anderen Verfahren mit vorbehandeltem Wasser funktioniert diese neue Methode deutlich besser und vereinfacht den Ersatz fossiler Brennstoffe durch Wasserstoff, wodurch der Klimawandel bekämpft wird . Da dieses Projekt Wasser, das in den Weltmeeren im Überfluss vorhanden ist, als Hauptprodukt nutzt, haben sich viele Wissenschaftler weltweit darauf konzentriert und analysieren weiterhin seine Machbarkeit . Doch welche Auswirkungen hätte dies auf unsere Wasserressourcen?
Wir haben einen Weg gefunden, Wasserstoff aus Meerwasser zu erzeugen.
Um den Wasserstoff und Sauerstoff, aus denen Wassermoleküle bestehen, aufzuspalten, wird ein Verfahren namens Elektrolyse angewendet . Bei diesem Verfahren werden die Elemente einer Verbindung mithilfe von Elektrizität getrennt, es ist jedoch aufgrund des Bedarfs an reinem Wasser in der Regel teuer.
Folglich sind Deionisierung und Entsalzung notwendig, um vorbehandeltes Wasser zu gewinnen und grobe, feine und abrasive Feststoffe zu entfernen, die nachfolgende Prozesse beeinträchtigen könnten. Aus all diesen Gründen hat sich die Wasserstoffproduktion als sehr kostspielig erwiesen.
Ein am 31. Januar in der Fachzeitschrift Nature Energy veröffentlichter Bericht enthüllte jedoch, dass eine Gruppe von Wissenschaftlern einen neuen, viel zugänglicheren Weg zur Wasserstofferzeugung vorgeschlagen hat.
Konkret entwickelte ein Team von Ingenieuren und Materialexperten aus Australien, den USA und China ein Verfahren zur Wasserstofferzeugung aus Meerwasser, das ohne Vorbehandlung auskommt . Daher bezeichnet die Gruppe ihr neues Verfahren als optimale Lösung im Vergleich zu Verfahren, die vorbehandeltes Wasser verwenden.
Sie produzieren grünen Wasserstoff direkt aus unbehandeltem Meerwasser https://t.co/K6uDJiNrCz
— Science Plus (@cienciaplus) 31. Januar 2023
Mit anderen Worten: Die von dieser Gruppe von Wissenschaftlern entdeckte neuartige Methode bietet einen Weg, die Elektrolyse in unbehandeltem Meerwasser durchzuführen, was wesentlich wirtschaftlicher ist.
Diese Zugänglichkeit beruht auf der Verwendung eines Katalysators, der kein Edelmetall, sondern ein mit einer Chromoxidschicht überzogenes Übergangsmetall ist und somit eine effiziente Elektrolyse ermöglicht. Aufgrund seiner Funktionsweise filterte das Gerät das Element lediglich, um Mikroorganismen und Feststoffe zu entfernen, anstatt das Meerwasser zu behandeln.
Die Wasserstoffproduktion durch Elektrolyse erfordert standardmäßig den Einsatz eines Katalysators, was den Einsatz seltener und wertvoller Materialien zur Folge hat und die Produktionskosten erheblich erhöht.
Nach umfangreichen Forschungsarbeiten testeten Wissenschaftler dieses Verfahren und stellten fest, dass es ähnlich effizient arbeitet wie herkömmliche Systeme, die aufwendige Wasseraufbereitung und Katalysatoren benötigen. Daraus schlossen sie, dass der Wirkungsgrad nahezu 100 % beträgt und das Verfahren somit eine optimale Option darstellt, um fossile Brennstoffe zu ersetzen, Wasserstoff zu produzieren und die Ausbreitung von Treibhausgasen, die zur Umweltverschmutzung beitragen, einzudämmen.
Der Hauptvorteil dieses neuartigen Verfahrens besteht darin, dass das als Basisprodukt verwendete Wasser in den Weltmeeren im Überfluss vorhanden ist.
Da sich dieses Projekt jedoch noch in der Anfangsphase befindet, räumen Forscher aus Australien, China und den USA ein, dass weitere Untersuchungen nötig sind, um mit absoluter Sicherheit auszuschließen, dass Meerwasser über längere Zeiträume Nebenwirkungen verursacht . Sie betonen außerdem, dass sie ihr Verfahren in größeren Anlagen testen müssen, um dessen Effizienz zu überprüfen und mögliche versteckte Kosten aufzudecken, die den Endpreis der Wasserstoffproduktion erhöhen.
Ist Wasserstoff der Treibstoff der Zukunft? Welche Folgen hätte das für unsere Wasserquellen?
Wasserstoff zählt zu den vielversprechendsten Energie- und Kraftstoffquellen der Zukunft . Da er die Kohlendioxidemissionen in die Atmosphäre reduziert und den Treibhauseffekt, der zur globalen Erwärmung beiträgt, minimiert, gilt dieses Element als eine der besten Alternativen zu fossilen Brennstoffen . Darüber hinaus macht ihn sein reichliches Vorkommen auf der Erde äußerst praktikabel, da er etwa 75 % der Materie im Universum ausmacht.
Ein weiterer Vorteil ist, dass Wasserstoff sauber durch Wasserelektrolyse gewonnen werden kann . Zudem entsteht bei der Verbrennung von Wasserstoff lediglich Wasser als Nebenprodukt, was für den Kampf gegen den Klimawandel, der die ganze Welt bedroht, unerlässlich ist. Aus diesem Grund ist Wasserstoff zweifellos zu einer der attraktivsten Optionen für Hersteller geworden, die ihn innerhalb weniger Jahre in Serie produzieren wollen.
Um eine solche Produktion zu realisieren, werden jedoch weltweit sowohl Wasserstoff als auch Wasser benötigt. Die Nutzung unserer Quellen dieser wertvollen Flüssigkeit und des reichlich vorhandenen Meerwassers in den Ozeanen der Erde wirft daher eine zentrale Frage auf: Welche Folgen hätte die Wasserstoffproduktion für unsere Wasserressourcen?
Eine der Hauptfolgen dieses Verfahrens ist, dass bei der Meerwasserentnahme salzhaltige Abfälle entstehen, die nach der Einleitung die Meeresflora durch Erhöhung des Salzgehalts schädigen . Diese können sich im Gewebe anreichern und in die Nahrungskette gelangen, was zu Verhaltens- und Fortpflanzungsstörungen führt. Darüber hinaus werden das Immun-, das neurologische und das endokrine System von Tieren (Krebstieren, Fischen, Vögeln und Säugetieren) geschädigt.
Mit der Zeit führt dies tendenziell zu einem hohen Salzgehalt im Wasser, was die Bodenfruchtbarkeit beeinträchtigt und sich negativ auf die Ernteerträge auswirkt, da der Boden für das Pflanzenwachstum unerlässlich ist. Darüber hinaus verschlechtert es die Bodenstruktur und verursacht langfristige Grundwasserverschmutzung . Es kann daher nicht mit Sicherheit gesagt werden, dass die Wasserstoffproduktion mit Meerwasser völlig frei von Umweltbelastung ist.
