Guten Abend,
Ich hab’s mir mal für mich durchgerechnet, weil ich für meine PV-Anlage (1,6 kW) eine Power2Gas Alternative zu Lithium-Akkus suchte und Wasserstoff böte sich in logischer Konsequenz an. Im DIY-Verfahren, das kann ich vorweg nehmen, ist das mit enormen Kosten verbunden.
Dabei sollte man folgendes beachten:
1. Der Elektrolyseur muss reversibel sein und sollte genug Kapazität haben.
2. Wasserstoff hat von allen gasförmigen Elementen die geringste Dichte.(1) Dazu kommt noch die Eigenschaft der hohen Flüchtigkeit von Wasserstoff. Wenn ich es richtig im Kopf habe: Ist Wasserstoff erst mal freigesetzt sucht es sofort die Verbindung mit anderen Elementen. (siehe dazu meine Erklärung zu “Metallhydridspeichern” unten)
3. Wasserstoffspeicherung von Strom ist immer mit Verlust verbunden. (Im besten Fall ein Verlust von 30%)
Zu Punkt 1: Was die Kapazität betrifft wird ein popeliger “hoffmannscher Wasserzersetzer” nicht ausreichen um die Kapazität einer Insel-Anlage abzudecken. Nein, es muss eine Brennstoffzelle und zwar eine reversible her, damit Strom zu Wasserstoff (und bei bedarf wieder) zu Strom konvertiert werden kann. Da aber auch hier eine alleine nicht ausreichen wird werden es eher mehrere in Reihe zu einem “Stack” geschalten sein dürfen. (Beispiel: Bei 2 Volt von einer Brennstoffzelle und einer Inselanlage mit 24 Volt haben wir einen “Stack” von 12 Brennstoffzellen) Und beim Thema “Reversibilität” sind wir dann bei den PEM Brennstoffzellen, dass sind die einzigen, zumindest soweit ich weiß, die reversibel sind. (3a+b)
PEM steht übrigens für Polymerelektrolytmembran und das ist meistens der kommerzielle Kunststoff namens Nafion bei dem der Chemieriese DuPont alle Rechte hält. Mit anderen Worten würden diejenigen, die für den Umweltwahnsinn hauptverantwortlich sind, sich dumm und dämlich an der Energiewende verdienen.(4)
Das eigentliche Problem und da sind wir dann schon bei den Punkten 2 und 3 meiner Ausführungen, ist aber immer noch die Speicherung von Wasserstoff. Dadurch, dass Wasserstoff die geringste Dichte von allen gasförmigen Elementen hat benötigt es entweder sehr hohe Druckbehälter (350 bar aufwärts) oder eine chemische Lösung in Form von Kryo- (Stichwort: flüssiger Wasserstoff) oder Metallhydridspeicher. Da ich bezweifle, dass “Otto-Normalverbraucher” Zugang zu z.B. “Nano-Porösen Magnesiumpellets” – Hydridspeicherverfahren; in dem Fall Magnesiumhydrid es ginge theoretisch auch mit Kalzium oder Aluminium, wo der Wasserstoff in den Poren eines Metalles gespeichert wird – oder ähnlichem hat fallen die “chemischen Lösungen” weg und übrig bleibt nur Druckbehälter – und der kostet, will man nicht dass er einem um die Ohren fliegt, Geld.
Mein persönliches Fazit: auch wenn die Idee von der Solarhydrogenwirtschaft in der Theorie eine gute Idee sein mag, ist es keine Alternative zur Industrie- oder Geldwirtschaft sondern das genaue Gegenteil! Nichts für Ungut: Dass Geld keine Rolle bei einer Solarhydrogenwirtschaft spielt, ist ausgemachter Unsinn, da man Materialien für Elektrolyse benötigt wie u.a. Platin-Elektroden (bei der PEMFC sind es Bipolarplatten) die nun mal an (im Übrigen hohe) Preise gekoppelt sind ist das absolute Gegenteil wahr. Für mich als einfachen Bastler habe ich den Hut auf mein Projekt geworfen, da es den Aufwand nicht lohnt.
MfG,
PS: Ich weiß, dass meine Ausführungen Fehler enthalten und einem gelernten Elektrochemiker wahrscheinlich die Haare zu Berge stehen, aufgrund der Fehlerhaftigkeit. Dafür bitte ich um Entschuldigung. Es geht mir hier allerdings nicht um die Technik im Detail sondern um die Grundprinzipien dahinter.
(1) https://www.chemie.de/lexikon/Liste_der_Dichte_gasf%C3%B6rmiger_Stoffe.html
(2) http://www.hzg.de/imperia/md/content/gkss/zentrale_einrichtungen/quantensprung/wasserstoff_a5_hzg_2010.pdf
(3a) http://pemfc.de/
(3b) https://de.wikipedia.org/wiki/Reversible_Brennstoffzelle
(4) https://de.wikipedia.org/wiki/Nafion