Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Der natürliche Wasserstoff: ein Beitrag zum Energiemix?

26.04.2013
Auch wenn die ersten natürlichen Quellen von Wasserstoff (H2) bereits in den 70er Jahren im Offshore-Bereich entdeckt wurden, so gehört das französische Institut für Erdöl und neue Energien (IFPEN) weltweit doch zu den ersten Forschungszentren, die sich für die Wasserstoffemissionen an Land interessieren.
Nachdem Untersuchungen gezeigt haben, dass es häufig zu kontinuierlichen natürlichen H2-Emissionen auf der Erde kommt, startet das IFPEN nun ein neues Forschungsprogramm, das sich auf deren Potenzial für eine industrielle Nutzung konzentriert.

Wasserstoff, so wie wir ihn heute kennen, wird nicht als Energiequelle, sondern als Energieträger betrachtet: Er wird nicht auf natürliche Weise wie fossile Energie freigesetzt, sondern entsteht erst bei der Umwandlung einer Ressource. Der in der Industrie [1] verwendete Wasserstoff wird hauptsächlich bei der Umwandlung von Erdgas (CH4) auf Kosten von CO2-Emissionen erzeugt. Künftig soll der durch Elektrolyse von Wasser erzeugte Wasserstoff als ausgleichender Energiespeicher für Schwankungen bei den erneuerbaren Energien – Solar- und Windenergie – betrachtet werden.

Es gibt jedoch immer mehr Hinweise auf erhebliche natürliche Wasserstoffemissionen. Wasserstoff könnte - wie fossile Brennstoffe – demzufolge nicht mehr nur als Energieträger fungieren, sondern als Energiequelle, wobei dessen Verbrennung Wasser (H2O) und nicht CO2 freisetzt. Wenn also "natürlicher" Wasserstoff existiert und somit als saubere Quelle beschrieben werden kann, kann er dann als nachhaltige Quelle bezeichnet werden? Das ist das Thema der aktuellen Arbeit des IFPEN.

Natürliche Emissionen wurden zunächst auf dem Meeresboden entlang des mittelozeanischen Rückens entdeckt. In dieser Umgebung kommt es durch das dort vorhandene Vulkansystem zu einem Strömungsprozess, der das Meerwasser und Peridotiten [2] bei sehr hoher Temperatur in Verbindung setzt. Bei Kontakt mit Meerwasser oxydiert dieses Gestein, bei dessen Reduktion Wasserstoff entsteht. Der Nachteil dieser Emissionen besteht darin, dass sie in der Tiefsee und sehr weit von der Küste entfernt entstehen und ihre Nutzung demzufolge nicht wirtschaftlich ist.

Aus diesem Grund hat das IFPEN seine Untersuchungen auf die leichter zugänglichen Wasserstoffquellen an Land konzentriert, die in zwei unterschiedlichen geologischen Kontexten untersucht wurden:

• große Peridotit-Vorkommen an der Erdoberfläche – das ursprüngliche (Erd-)Mantelmaterial gelangt durch tektonische und /oder vulkanische Prozesse an die Oberfläche, wo es durch meteorisches Wasser verändert wird.
• Gebiete im Herzen der Kontinente, die Intraplatten-Bereiche, vor allem die Kratone [3].

Auch wenn die wissenschaftliche Literatur zeitweilig über Wasserstoffemissionen berichtet, so wurden diese doch noch nie umfassend erforscht.

Die ersten Untersuchungen des IFPEN bestätigten das Vorhandensein von lokal bedeutenden Wasserstoffströmen auf den weltweit größten Peridotit-Bergmassiven. Vor allem jedoch konnten sie die Allgegenwart von Wasserstoffströmen in Intraplatten-Bereichen nachweisen. Sie kommen zwar an den meisten Orten verstreut vor, weisen jedoch auch lokal erhebliche Ansammlungen auf. Die verschiedenen untersuchten natürlichen Ströme enthalten jedoch bis zu 80% Wasserstoff. Dieses Gas wird mit Methan, manchmal mit Stickstoff und lokal mit Helium in wirtschaftlich nutzbaren Mengen versetzt (Heliumvorkommen sind auf der Erde sehr selten. Es wird in der High-Tech-Industrie eingesetzt).

Hinsichtlich der Gewinnung des auf der Erde vorkommenden Wasserstoffs bevorzugt das IFPEN zwei Wege:
• Oxidation des Gesteins (reich an reduziertem Eisen) durch Wasser
• Eine kontinuierliche Entgasung, was die übliche Vorstellung von der chemischen Zusammensetzung des Erdinneren völlig verändern würde.

Als Pionier auf dem Gebiet der Erforschung des natürlichen, auf der Erde vorkommenden Wasserstoffs wird das IFPEN seine Untersuchungen im Rahmen eines neuen Programms weiterführen, um die technischen und wirtschaftlichen Interessen einer industriellen Erzeugung von natürlichem Wasserstoff einzuschätzen, insbesondere in den Kratonen, die einen sehr großen Teil der Erde ausmachen und deren Produktionspotenzial deshalb von Interesse wäre.

Sollte sich der natürliche Wasserstoff als nutzbar erweisen, könnte er zu einer neuen Quelle für nachhaltige Energie werden (die beobachtete Erzeugung ist ein kontinuierliches Phänomen im Zusammenhang mit der Dynamik der Erde), die sauber, umweltfreundlich und über die verschiedenen Kontinente gleichmäßig verteilt ist. Aber der Weg zu einer Massenproduktion ist noch lang. Bedeutende Forschungsanstrengungen sind erforderlich, um bestehende Hindernisse zu überwinden.

[1] Wasserstoff wird vor allem bei der Raffination von Schweröl und der Herstellung von Ammoniak (Dünger) verwendet.
[2] Peridotit ist ein grobkristallines ultramafisches Gestein, aus dem der größte Teil des Erdmantels besteht.
[3] Als Kratone bezeichnet man die geologisch sehr alten (präkambrischen) Kerngebiete der Kontinente, die aus stark metamorphen Gesteinen bestehen.

Quellen:
- Pressemitteilung des französischen Instituts für Erdöl und neue Energien (IFPEN) – 11.04.2013 -

http://www.ifpenergiesnouvelles.fr/actualites/communiques-de-presse/l-hydrogene-naturel-une-contribution-au-mix-energetique-ifpen-etudie-le-potentiel-des-sources-d-hydrogene-naturel-a-terre

- Artikel von Le Monde – 11.04.2013
- Artikel von enerzine – 12.04.2013 -
http://www.enerzine.com/12/15593+et-si-lhydrogene-naturel-saverait-exploitable+.html

Redakteurin: Hélène Benveniste, helene.benveniste@diplomatie.gouv.fr

Marie de Chalup | Wissenschaft-Frankreich
Weitere Informationen:
http://www.wissenschaft-frankreich.de

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Energie und Elektrotechnik:

nachricht Lasersensoren LAH-G1 – Optische Abstandssensoren mit Messwertanzeige
15.08.2017 | WayCon Positionsmesstechnik GmbH

nachricht WHZ-Wissenschaftler entwickeln Wärmespeicher für Pflanzenwurzeln
11.08.2017 | Westsächsische Hochschule Zwickau

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Energie und Elektrotechnik >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Forscher entwickeln maisförmigen Arzneimittel-Transporter zum Inhalieren

Er sieht aus wie ein Maiskolben, ist winzig wie ein Bakterium und kann einen Wirkstoff direkt in die Lungenzellen liefern: Das zylinderförmige Vehikel für Arzneistoffe, das Pharmazeuten der Universität des Saarlandes entwickelt haben, kann inhaliert werden. Professor Marc Schneider und sein Team machen sich dabei die körpereigene Abwehr zunutze: Makrophagen, die Fresszellen des Immunsystems, fressen den gesundheitlich unbedenklichen „Nano-Mais“ und setzen dabei den in ihm enthaltenen Wirkstoff frei. Bei ihrer Forschung arbeiteten die Pharmazeuten mit Forschern der Medizinischen Fakultät der Saar-Uni, des Leibniz-Instituts für Neue Materialien und der Universität Marburg zusammen Ihre Forschungsergebnisse veröffentlichten die Wissenschaftler in der Fachzeitschrift Advanced Healthcare Materials. DOI: 10.1002/adhm.201700478

Ein Medikament wirkt nur, wenn es dort ankommt, wo es wirken soll. Wird ein Mittel inhaliert, muss der Wirkstoff in der Lunge zuerst die Hindernisse...

Im Focus: Exotische Quantenzustände: Physiker erzeugen erstmals optische „Töpfe" für ein Super-Photon

Physikern der Universität Bonn ist es gelungen, optische Mulden und komplexere Muster zu erzeugen, in die das Licht eines Bose-Einstein-Kondensates fließt. Die Herstellung solch sehr verlustarmer Strukturen für Licht ist eine Voraussetzung für komplexe Schaltkreise für Licht, beispielsweise für die Quanteninformationsverarbeitung einer neuen Computergeneration. Die Wissenschaftler stellen nun ihre Ergebnisse im Fachjournal „Nature Photonics“ vor.

Lichtteilchen (Photonen) kommen als winzige, unteilbare Portionen vor. Viele Tausend dieser Licht-Portionen lassen sich zu einem einzigen Super-Photon...

Im Focus: Exotic quantum states made from light: Physicists create optical “wells” for a super-photon

Physicists at the University of Bonn have managed to create optical hollows and more complex patterns into which the light of a Bose-Einstein condensate flows. The creation of such highly low-loss structures for light is a prerequisite for complex light circuits, such as for quantum information processing for a new generation of computers. The researchers are now presenting their results in the journal Nature Photonics.

Light particles (photons) occur as tiny, indivisible portions. Many thousands of these light portions can be merged to form a single super-photon if they are...

Im Focus: Wissenschaftler beleuchten den „anderen Hochtemperatur-Supraleiter“

Eine von Wissenschaftlern des Max-Planck-Instituts für Struktur und Dynamik der Materie (MPSD) geleitete Studie zeigt, dass Supraleitung und Ladungsdichtewellen in Verbindungen der wenig untersuchten Familie der Bismutate koexistieren können.

Diese Beobachtung eröffnet neue Perspektiven für ein vertieftes Verständnis des Phänomens der Hochtemperatur-Supraleitung, ein Thema, welches die Forschung der...

Im Focus: Tests der Quantenmechanik mit massiven Teilchen

Quantenmechanische Teilchen können sich wie Wellen verhalten und mehrere Wege gleichzeitig nehmen, um an ihr Ziel zu gelangen. Dieses Prinzip basiert auf Borns Regel, einem Grundpfeiler der Quantenmechanik; eine mögliche Abweichung hätte weitreichende Folgen und könnte ein Indikator für neue Phänomene in der Physik sein. WissenschafterInnen der Universität Wien und Tel Aviv haben nun diese Regel explizit mit Materiewellen überprüft, indem sie massive Teilchen an einer Kombination aus Einzel-, Doppel- und Dreifachspalten interferierten. Die Analyse bestätigt den Formalismus der etablierten Quantenmechanik und wurde im Journal "Science Advances" publiziert.

Die Quantenmechanik beschreibt sehr erfolgreich das Verhalten von Partikeln auf den kleinsten Masse- und Längenskalen. Die offensichtliche Unvereinbarkeit...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Veranstaltungen

Eröffnung der INC.worX-Erlebniswelt während der Technologie- und Innovationsmanagement-Tagung 2017

16.08.2017 | Veranstaltungen

Sensibilisierungskampagne zu Pilzinfektionen

15.08.2017 | Veranstaltungen

Anbausysteme im Wandel: Europäische Ackerbaubetriebe müssen sich anpassen

15.08.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Neue Einblicke in die Welt der Trypanosomen

16.08.2017 | Biowissenschaften Chemie

Maschinensteuerung an Anwender: Intelligentes System für mobile Endgeräte in der Fertigung

16.08.2017 | Informationstechnologie

Komfortable Software für die Genomanalyse

16.08.2017 | Informationstechnologie