Wasserstoff

Wasserstoff (Symbol H, Ordnungszahl 1) ist das leichteste Element und das häufigste im Universum, vor allem in Sternen und Gasriesen. Bei Raumtemperatur kommt es als diatomisches H2 vor; es ist farb-, geruch- und geschmacklos, hochentzündlich und besitzt eine extrem geringe Dichte. Der Siedepunkt liegt bei ca. −252,9 °C, der Schmelzpunkt bei ca. −259,2 °C.

Auf der Erde kommt freier Wasserstoff in Spuren vor und ist überwiegend an Wasser (H2O) und organischen Verbindungen gebunden. In der Atmosphäre macht freier Wasserstoff nur einen sehr geringen Anteil aus. Wasserstoff wird industriell häufig durch Trennung aus Wasser oder durch Verarbeitung fossiler Brennstoffe gewonnen.

Industriell erfolgt die größte Erzeugung durch Dampfreformierung von Methan (SMR); weitere Verfahren sind die Kohlevergasung und die Elektrolyse von Wasser (alkalisch oder PEM). Grüner Wasserstoff ergibt sich aus erneuerbarer Energie durch Elektrolyse; blauer Wasserstoff stammt aus fossilen Quellen mit CCS; grauer oder brauner Wasserstoff erfolgt ohne CCS.

Anwendungen: In der chemischen Industrie ist Wasserstoff ein wichtiger Rohstoff, etwa für Ammoniaksynthese, Raffination und Methanolherstellung. Als Energieträger dient er in Brennstoffzellenfahrzeugen, im Schiffs- und Luftverkehr sowie als Energiespeicher und Wärmequelle in Industrieanlagen.

Sicherheit und Lagerung: Wasserstoff ist leicht entflammbar; Mischungen mit Luft können explosionsfähig sein (etwa 4–75 Volumenprozent). Leckagen erfordern gute Belüftung. Wasserstoff kann bei bestimmten Metallen Versprödung verursachen; er wird unter Druck oder als Flüssigwasserstoff gelagert.

Historie: Wasserstoff wurde 1766 von Henry Cavendish entdeckt; der Name leitet sich vom Griechischen ab und bedeutet Wassererzeuger; der französische Begriff hydrogène wurde von Antoine Lavoisier geprägt.