Abgeschaltet

eines Katalysators eine Umkehrung der Elektrolysereaktion statt. Aus Wasserstoff und Sauerstoff entsteht Wasser, dabei fließt Strom, den man technisch nutzen kann.
    Eine Hürde für den mobilen Wasserstoffeinsatz stellt die Flüchtigkeit dieses Elements dar. Das Molekül, das nur aus zwei Elektronen und zwei Protonen besteht, ist so klein, dass es durch die Wände eines normalen Kunststofftanks einfach hindurchschlüpft. Außerdem ist die Dichte eines unkomprimierten Wasserstoffgases viel zu gering: Bei null Grad bringt man in einem Kubikmeter nur 90 Gramm Wasserstoff unter. Um mit einem Pkw 100 Kilometer weit zu fahren, braucht man jedoch etwa ein Kilo Wasserstoff. In heutigen Erprobungsfahrzeugen wird der Wasserstoff daher bei 350- oder sogar 700-fachem Luftdruck gespeichert. Eine Lösung, die auf den ersten Blick nicht vertrauenswürdig scheint: ein Gas, das bei Kontakt mit Luft explodiert, unter hohem Druck zu speichern – was passiert da bei einem Unfall? Bislang haben alle Crashtests mit Wasserstofffahrzeugen gezeigt, dass die Tanks standhalten. Und auch das Betanken scheint kein Problem darzustellen: General Motors hat seine Versuchsflotte bislang rund 30000-malbetankt. Nur ein einziges Mal gab es einen Zwischenfall. Es bleibt ein nicht zu bezifferndes Restrisiko. Daher arbeiten Forscher in aller Welt an neuen Speicherverfahren. Zum Beispiel Professor Peter Wasserscheid von der Universität Erlangen-Nürnberg, der den Wasserstoff mit Hilfe von Ammoniak-Boran-Verbindungen in Flüssigsalzen speichern will. Der Clou an dem von ihm patentierten Verfahren: Das Medium, das den Wasserstoff bei normalem Luftdruck speichert, gibt zwar den Wasserstoff beim Fahren an die Brennstoffzelle ab, verbraucht sich aber selbst nicht und kann beim nächsten Tanken an der Zapfsäule wieder abgegeben werden. Und dann wieder aufgeladen werden – ein geschlossener Kreislauf also.
    Eine wesentlich einfachere Möglichkeit, den Wasserstoff zu speichern, besteht darin, ihn ins Erdgasnetz einzuspeisen. Bis zu zehn Prozent Beimengung sind nach Aussagen eines Erdgasanbieters technisch völlig unproblematisch. Das deutsche Erdgasnetz kann gewaltige Energiemengen speichern. Einschließlich der in Salzstöcken angelegten Kavernen ist die Versorgung für mehrere Monate sichergestellt, auch wenn der Nachschub ausbliebe. Da der Wasserstoff mit Windstrom erzeugt wurde, verringert sich der Kohlendioxidausstoß entsprechend. Auch Autos fahren problemlos mit Erdgas, rund 1000 Tankstellen gibt es im Land, während man öffentliche Wasserstofftankstellen noch nicht finden wird.
    Man könnte aus dem Wasserstoff auch Erdgas herstellen: Mit Kohlendioxid reagiert er zu Methan. Eine in jeder Hinsicht perfekte Lösung: Statt mit Gas aus der Taiga heizen wir dann mit deutschem Windstrom, was nebenbei der Devisenbilanz des Landes zugutekommt. Und man entfernt auf diesem Weg noch etwas klimaschädliches Kohlendioxid aus der Atmosphäre. Wie so oft, hat die »perfekte« Lösung bei näherer Betrachtung allerdings auch ihre Nachteile. Denn schon nach der Elektrolyse sind mehr als 30 Prozent der Energie verloren, der Schritt zum Methan kostet mindestens weitere zehn Prozentpunkte. Bleiben ja noch 60? Nun ja, wenn man das Erdgas in einem sehr effizienten Gaskraftwerk wieder zu Strom macht, dann geschieht dies ebenfalls nur mit 60 Prozent Wirkungsgrad – also etwa 35 Prozent der Energie, die der Windstrom einmal hatte. Und wenn das so erzeugte Methan im Auto verbrannt wird, mit im Bestfall 40 Prozent, dann sinkt der Gesamtwirkungsgrad auf ein Viertel. Aber nicht vergessen: Es handelt sich um »Stromabfall«, der ansonsten für immer verloren wäre.
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    Da die großflächige Verbreitung des Elektroautos vorerst auf sich warten lassen wird, arbeiten Forscher auch an anderen Konzepten, um elektrische Energie in Batterien zu speichern. Besonders intensiv verfolgt wird das Redox-Flow-Konzept. Was wie ein Medikament klingt, ist eine Batterie, die die speicherbare Energiemenge von der maximalen Leistungsabgabe trennt und dadurch sehr große Mengen Strom speichern kann. Eine Redox-Flow-Batterie besteht im Prinzip aus zwei gigantischen Tanks, in denen Vanadium oder eine Vanadium-Verbindung in einer Flüssigkeit schwimmt. Die Tanks sind nicht direkt miteinander verbunden, sondern haben eine Verbindung mit je einer Kammer einer gemeinsamen Zelle. Legt man nun an beiden Zellkammern eine Spannung an, dann nimmt das Vanadium in der einen Kammer – wo die