Diskussion:Wasserelektrolyse

Wirkungsgrad bei Gewinnung von Wasserstoff als Energietraeger

Im Abschnitt Wasserelektrolyse#Technische Wasserelektrolysen wird als Wirkungsgrad ueber 70% bis ueber 80% angegeben. Weiter findet sich die folgende Angabe: "Zur Herstellung von 1 m3 Wasserstoff wird bei modernen Anlagen eine Stromenergie von 4,3–4,9 kWh benötigt.". Ich nehme an, diese Angabe bezieht sich auf 1 m3 Wasserstoff bei Normaldruck. Vergleicht man diese Angabe mit dem Artikel Wasserstoff#Energiedichten_im_Vergleich, so faellt auf, dass in Letzterem die Energiedichte von 1 m3 Wasserstoff bei Normaldruck mit 3kWh/m3 angegeben wird. Berechnet man aufgrund dieser Angaben den energetischen Wirkungsgrad selbst, kommt man auf einen Wirkungsgrad zwischen 61% (3/4,3) und 70% (3/4,3). Dies steht im Widerspruch zur oben genannten Angabe im vorliegenden Artikel. Wie kann dieser Widerspruch aufgeloest werden? --194.151.16.34 13:55, 28. Apr. 2011 (CEST)

• 4,5 MW Umgebungsdruck ???; Der Autor kann die 9.Klasse Physik nicht! Druck ist jetzt schon Leistung ??? Also- nee, wer hier so alles schreibt; schon bei 1 m³ H2 ...schreibt er nicht den Druck dazu; ich habe eingefügt "Umgebungsdruck".

Man glaubts nicht!

• Junge! Wenn du in einen Behälter von z.B. 1000 Liter nochmal 1000 L reinpumpst, hast du doppelten Druck, also doppelte Menge Gas drin! Deshalb ist eine Volumenangabe eines Gases ohne Druck der absolute Nonsense; es beasgt überhaupt nicht, wieviel Gas nun da drin ist. 5.1.2012, Eco-Ing. (nicht signierter Beitrag von 88.217.92.96 (Diskussion) 22:57, 5. Jan. 2012 (CET))

Sämtliche Wirkungsgradangaben sind hier relativ wertlos, weil nicht angegeben ist, ob der Energiegehalt des erzeugten Wasserstoffs sich auf den Brenn- oder den Heizwert bezieht. Die Angabe bezogen auf den Heizwert ist die weiter verbreitete Form. Die Werte klingen für mich teilweise aber eher als wären sie auf den Brennwert bezogen (denn für einen Bezug auf den Heizwert sind sie teilweise unrealistisch hoch). Das muss auf jeden Fall angegeben werden.

So ganz nebenbei wäre die Angabe von Quellen auch noch ganz nett. - Etc. gamma (Diskussion) 15:24, 30. Aug. 2013 (CEST)

Ich habe soeben eine entsprechende Bemerkung ergänzt.--Ulf 14:03, 3. Apr. 2019 (CEST)

Die einleitende Anmerkung der IP ist natürlich korrekt und zu beachten. Die Anmerkungen von Eco-Ing.(?) sind ganz unzutreffend und arrogant. Ich habe zur eingangs angeführten Kritik Kommentare und ein Quellenbapperl eingefügt, denn u.a. die Quellen für diese exotischen Effizienzangaben fehlen gänzlich. Den Brennwert zugrundezulegen ist nicht ganz fair, denn es mag zwar sein, dass BHKW mit Brennwerttechnik zusätzliche Wärme gewinnen, aber hier wird im gleichen Atemzug auch von Verbrennungsmotoren gesprochen...--Ulf 13:38, 3. Apr. 2019 (CEST)

zum Wirkungsgrad gibt es einen direkten Zugang, der keiner weiteren Diskussion bedarf: wenn die Zersetzungspannung von Wasser gleich 1.23 V ist , dann hat eine Zelle, die 1.9 V zum Betrieb braucht, einen Wirkungsgrad von 1.23/1.9 = 64%. Das ganze andere Gefasel kann man sich sparen, alles klar? :) (nicht signierter Beitrag von 138.59.63.11 (Diskussion) 03:24, 28. Sep. 2019 (CEST))

Ich war mal so frei, die Wirkungsgrad-Angaben zu aktualisieren. Sie scheinen mir realistisch zu sein. Die drei in der Grafik (Beleg) genannten Verfahren sind im zugefügten Beleg (TU Berlin, 2018) etwas weiter oben detailliert beschrieben. --2003:EE:8713:C600:18E2:6C49:C4A6:13BD 21:37, 6. Nov. 2019 (CET)

Mir war bis vor wenigen Minuten schleierhaft, warum der Wirkungsgrad mit dem Brenn- oder Heizwert von Wasserstoff zusammenhängen soll. Wäre das Ziel die Gewinnung von Sauerstoff, dann wäre der Wirkungsgrad 0, da Sauerstoff nun mal keinen Brenn- bzw. Heizwert hat. Der Weg über die Faradayschen Gesetze ist doch eigentlich am naheliegensten:
Für 1 g Wasserstoff (=1 mol) werden (verlustfrei) 96485 A·s benötigt. Das mit der minimalen Potentialdifferenz von 1,23 Volt (die merkwürdigerweise umseitig nirgendwo steht!) multipliziert, macht das 118.677 W·s = 118,7 kW·s = 0,033 kWh. Nun muss man aber nicht mit der minimalen Potentialdifferenz rechnen, sondern mit der thermoneutralen Spannung. Die beinhaltet die durch die Entropieänderung gebundene Wärme und liegt die bei Standardbedingungen bei 1,48 V (fehlt auch umseitig). Das mach dann schon 0,03966 kWh pro Gramm Wasserstoff. 1 g Wasserstoff entsprechen unter Standardbedingungen 22,41 Liter. D.h. für die Elektrolyse für 1 m³ Wasserstoff werden theoretisch 1,77 kWh benötigt. Für den Wirkungsgrad teilt man dann die 1,77 kWh durch die tatsächlich für 1 m³ benötigte Energiemenge.
Soweit so einfach. Faktisch ist das aber viel komplizierter. Es gibt nämlich (mindestens) vier unterschiedliche Wirkungsgrade:

• Den Faraday-Wirkungsgrad (siehe obige Rechnung).
• Den Spannungswirkungsgrad, bei dem einfach die theoretische Zellspannung durch die reale Zellspannung geteilt wird (das ist das was die IP 138.59.63.11 oben schrieb. Allerdings muss man dazu die 1,48 Volt ansetzen, die die Entropie berücksichtigt).
• Den DC-Wirkungsgrad der letztlich die benötigte Energie, ins Verhältnis zu dem Energieinhalt des produzierten Wasserstoffs setzt. Hier ist die Angabe des oberen oder unteren Heizwertes relevant.
• Den System/Anlagen-Wirkungsgrad: "Je nach Lieferumfang können Verlustleistungen aus der AC/DC-Umwandlung und der Transformation aus der Mittelspannung, der Wasseraufbereitung, der Kühlsysteme, der Bereitstellung der elektrischen Energie für Gebäude und Nebengewerke oder der Kompression und Wasserstoffaufbereitung mit eingerechnet werden. Dementsprechend aufwändig müssen die jeweiligen Systemgrenzen untersucht werden, um Wirkungsgradangaben miteinander vergleichen zu können."

Werde diese umseitig einarbeiten. Die entsprechende Literatur dazu: White Paper: Wirkungsgrad – Elektrolyse (PDF). --Kuebi [✍ · Δ] 10:56, 29. Jul. 2023 (CEST)

Funktioniert auch ohne Stromquelle

...im elektromagnetischen Feld, siehe [1] --92.106.224.90 00:02, 1. Mär. 2012 (CET)

wenn sonnen-ennergie in fotowoltaik zur elektolyse vonn wasser ,waere einne speisung in ein pumpseicherwerk biss zu 85.15673% in der akku-wirkung.wie effizient ist fotowoltaischer weg ueber brestoffzele zum ellektro motor? (nicht signierter Beitrag von 85.4.216.179 (Diskussion) 17:42, 25. Nov. 2013 (CET))

Reaktionen und ihre Gleichungen

Ich denke, die angebene Enthalpie bezieht sich auf die erzeugte Menge Wasserstoff. Da in der Reaktionsgleichung 2 Mol Wasserstoff entstehen ist der Betrag formal richtig, die Einheit wäre dann aber eben nur kJ. (nicht signierter Beitrag von Dleykam (Diskussion | Beiträge) 19:01, 4. Apr. 2016 (CEST))

Nö. Da wird die molare Reaktionsenthalpie unter Standardbedingungen angegeben. Die bezieht sich immer auf einen Formelumsatz. --Roland.chem (Diskussion) 21:24, 4. Apr. 2016 (CEST)

Spannung?

Im Bild ist 9-12V angegeben, im Text steht etwas von 1.9V (oder weniger). Ich habe bei mir zu Hause mal 3.2V in NaCl-Lösung probiert (Minuspol Gasblasenbildung ging, aber die Elektrode am Pluspol hat sich aufgelöst), mit 6.4V gab es komische Schlieren (Pluspol), aber Gas stieg immer noch beim Minuspol auf. Ich hatte mir von dem Artikel eine bessere Klärung zu den Effekten bei verschiedenen Spannungen versprochen. LinguistManiac (Diskussion) 11:28, 3. Sep. 2016 (CEST)

Hi LinguistManiac, deinem Wasserstoff solltest du am Minuspol auflauern. Mach es einfach wie alle in KOH, wenn du NaCl benutzt, wird dir die Salzsäure nicht nur die pos. Elektrode wegfressen, sondern das Cl möglicherweise auch die Lunge. Der „merkwürdige“ Geruch dürfte dir ja aufgefallen sein... WP ist keine Chemiebaukasten-Anleitung.--Ulf 13:45, 3. Apr. 2019 (CEST)

Ok, das Thema war zwar "Spannung", genauer gesagt Effekte unter verschiedenen Spannungen - Ich wiederhole: der Text selbst spricht an einer Stelle von 1.9V, im Bild steht jedoch 9-12V. Und last time I checked lief das noch unter Physik, aber danke für einen weiteren Hinweis was WP nicht ist. LinguistManiac (Diskussion) 12:27, 21. Apr. 2019 (CEST)

Wechselstrom

Ja was ist denn mit Wechselstrom? Inwieweit kommt es zur Elektrolyse und Knallgasbildung insbesondere bei 50Hz und 230 und 400 Volt ? -- itu (Disk) 20:36, 13. Sep. 2017 (CEST)

Oops, aber itu, wer macht denn sowas? Bei mir kocht das da „nur“...--Ulf 13:47, 3. Apr. 2019 (CEST)

Ich würds halt schon gern genauer und belegt wissen. Manche schmeissen ja Sachen wie Föhns in die Badewanne und allgemein sind Netzspannung und Wasser beides so allgegenwärtige Sachen dass es leicht auch zu unabsichtlichen Kontakten kommt. -- itu (Disk) 14:24, 3. Apr. 2019 (CEST)

bereits existierende industrielle Anlagen

Ich bin in diesen Artikel gegangen, weil ich nachschlagen wollte, welche Anlagen für Wasserstoff-Elektrolyse es derzeit weltweit gibt, aber das Thema ist hier ja gar nicht enthalten. Gelesen habe ich, daß aktuelle Anlagen eine Leistung von maximal 10 Megawatt haben sollen (Wasserstoff-Elektrolyse: Hamburg plant weltgrößte Anlage im Hafen - SPIEGEL ONLINE), aber ich habe im Netz keine Info gefunden, wo es bereits fertiggestellte solche Anlagen geben soll. --Zopp (Diskussion) 16:11, 5. Sep. 2019 (CEST)

Hinsichtlich bereits in Betrieb befindlicher Anlagen scheint es tatsächlich eher "dünn" auszusehen. Heute wurde berichtet, dass in der Schweiz eine Anlage erbaut werden soll, die aus dem erzeugten Wasserstoff im Anschlussverfahren Methan erzeugt. Zudem macht sich die deutsche Bundesregierung aktuell endlich mal Gedanken über die Wasserstofftechnologie (von der ich selbst seit über 30 Jahren überzeugt bin - Anstoß für mich damals ein sehr interessanter Artikel in der Zeitschrift "Peter Moosleitners interessantes Magazin"). Fazit: Leider immer noch alles "Zukunftsmusik", weil 30 Jahre "verpennt" wurden. Gruß, --2003:EE:8713:C600:18E2:6C49:C4A6:13BD 22:48, 6. Nov. 2019 (CET)

Listen existierender Anlagen in und außerhalb Deutschlands befinden sich im Artikel Power-to-Gas.

Eine weitreichende Übersicht bietet der DVGW auf seiner Internetseite https://www.dvgw.de/themen/energiewende/power-to-gas --BerBoWPe (Diskussion) 19:14, 25. Jan. 2021 (CET)

Delta R G/S/H: Erläuterung fehlt

Die Notation unter der Reaktionsgleichung mit den Joule/Mol-Angaben (Delta R G/S/H) ist mir unbekannt und auf die Schnelle konnte ich weder im Artikel noch in einem der verlinkten Lemmas etwas dazu finden. Wer kann da noch eine Erläuterung hinzufügen? Für was stehen G, S und H, jeweils mit dem Ionen-Symbol? --Caeschfloh (Diskussion) 01:58, 19. Mai 2021 (CEST)

Redoxreaktion? Wirklich?

Ist eine Elektrolyse wirklich eine Redoxreaktion?! Ich sehe nichts, was oxidiert wird. Das Wasser wird reduziert, die Ionen im elektrischen Feld bewegt und fertig. Oder wo irre ich mich? Bin kein Chemiker... --Hachti (Diskussion) 10:10, 25. Mai 2021 (CEST)

An der Reaktionsgleichung wird Wasser elektrolytisch in Wasserstoff und Sauerstoff umgewandelt. Der Wasserstoff wird reduziert und der Sauerstoff oxidiert. Zwei einzelne Sauerstoffatome in Wassermolekülen verbinden sich indem sie Elektronen "abgeben" um eine gemeinsame Doppelbndung einzugeben. Gruß Baum64 (Diskussion) 11:21, 25. Mai 2021 (CEST)

Neues Wasserstoff-Gewinnungsverfahren per "Kapillar-Elektrolyse" mit Wirkungsgrad 98%

Bin zufällig auf ein Video bei YouTube gestolpert, dass ein neu entwickeltes Elektrolyseverfahren mit ca 98% Wirkungsgrad vorstellt. Das Verfahren nennt sich "Kapillar-Elektrolyse" und wurde von der University of Wollongong im australischen Bundesstaat New South Wales entwickelt. Die Technologie scheint inzwischen so weit entwickelt, dass laut des Preis-Informationsdienstes Argus Media mittlerer Weile ein Unternehmen namens Hysata gegründet wurde, welches mit einem Pilotprojekt die Produktion und Vermarktung des per "Kapillar-Elektrolyse" gewonnenen Wasserstoffs 2025 aufnehmen soll.[2]. Sehr ausführliche begutachtete (Peer-Review) Beschreibung in der wissenschaftlichen Fachzeitschrift Nature Communications: A high-performance capillary-fed electrolysis cell promises more cost-competitive renewable hydrogen Hier noch ein paar interessante Links zum Thema: ELEKTRONIK PRAXIS (deutsch), pv magazine (engl.). EFAHRER.com, Link zu Hysata

Der Knackpunkt der neuen Technologie scheint offensichtlich der Preis zu sein, weil grüner Wasserstoff bisher zu teuer war, um mit fossilen Brennstoffen konkurrieren zu können, was größtenteils auf den geringen Wirkungsgrad der bisher vorhandenen Elektrolyseure zurückzuführen ist.--Ciao • Bestoernesto • ✉ 03:38, 15. Jun. 2022 (CEST)

Gesamt-Wirkungsgrad bei Speicherung

Da Power-to-Gas durch den recht geringen Wirkungsgrad der Energiekette Strom => Wasserstoff/Methan => Strom hohe Energieverluste mit sich bringt, sollte ein zukünftiges Energiesystem jedoch so ausgelegt sein, dass ein möglichst geringer Langfristspeicherbedarf besteht, für den diese Technik benötigt wird. - Das sollte man anders betrachten. Wenn die Rückwandlung in Strom als Kraft-Wärme-Kopplung erfolgt (z.B. mit Brennstoffzellen), dann hat man einen recht guten Gesamt-Wirkungsgrad. Der Langfrist-Speicherbedarf besteht ja nicht nur für Strom, sondern eben auch als großer Wärmebedarf in der Heizperiode. --87.185.218.208 13:21, 1. Apr. 2023 (CEST)

Schau mal bitte WP:DISK. Wenn du dazu was im Artikel unter Verwendung reputabler Quellen beitragen kannst, dann gern. Deinen Input hier auf der Diskussionsseite in Form einer Meinungsäußerung zu verschwenden, ist ein wenig schade.--Scientia potentia est [Dermartinrockt] (Diskussion) 14:33, 14. Apr. 2023 (CEST)

Woher das Wasser zur Elektrolyse nehmen?

In den Industrieländern, in denen Wasserstoff aus der Elektrolyse von Wasser einen zunehmenden Anteil der Energieversorgung und -zwischenspeicherung übernehmen soll, wird viel über Wasserknappheit und Waldbrände berichtet. Aus 9 kg H₂O (Wasser) kann nur 1 kg H₂ gewonnen werden, 8 kg sind Abfall (O₂). Es ist also kein sonderlich guter molekularer Wirkungsgrad. Das 1 kg H₂ liefert in einem Brennstoffzellenfahrzeug rund 30 kWh Strom, was rund 3 l Benzin entspricht. Mensch bräuchte also drei Mal so viel Wasser wie fossile Kraftstoffe für den heutigen Straßenverkehr. Und Wasserstoff soll viel Koks bei der Eisenerzeugung und Fossiles bei Heizungen zu Hause und in Chemieanlagen ersetzen. (Stahl braucht trotzdem einige Promille bis Prozent Kohlenstoff als Legierungspartner, Gusseisen einige Prozent.)

Woher soll diese (Trink?)Wassermenge kommen? Wie sehr greift der ausgestoßene Wasserdampf in das Klimageschehen ein? Wäre es am Ende nicht vernünftiger, die Elektrolyse mit demineralisiertem Meerwasser dort zu betreiben, wo auch der Strom in schwimmenden Windparks gewonnen wird, die zudem "draußen" weit mehr Wind abbekommen als an Land? --Pete (Diskussion) 10:00, 20. Aug. 2023 (CEST)

Beim schnellen Googeln habe ich folgendes gefunden:

• MDR
• DVGW

Und man findet vieles weiteres, mit mal mehr oder weniger Kritik. Eine unabhängige Studie o.ä. habe ich auf die Schnelle nicht gefunden.--Scientia potentia est [Dermartinrockt] (Diskussion) 13:47, 20. Aug. 2023 (CEST)