Wissenschaft war für mich wie ein Krimi. Viele der gestellten Fragen stellten sich als mathematisch oder wissenschaftlich heraus, und als Kind mochte ich diese Fächer nie. Aber ich habe sie immer geträumt und studiert, ohne es jemals zu merken. In gewisser Weise lebte ich, was ich hasste und liebte, wie ich lebte.
In der heutigen Welt studieren wir Kraftstoffe für die Zukunft. Aber in der Wissenschaft, um dies zu tun, müssen wir die Vergangenheit studieren, um dies in der heutigen Welt des Wasserstoffbrennstoffs und der Wasserstoffbrennstoffzellen plausibel zu machen.
Lassen Sie uns also die Geschichte dieser Substanz betrachten und lesen.
1776 Wasserstoff wurde erstmals vom britischen Wissenschaftler Henry Cavendish als eigenständiges Element identifiziert, nachdem er Wasserstoffgas durch Reaktion von Zinkmetall mit Salzsäure entwickelt hatte. In einer Demonstration vor der Royal Society of London wandte Cavendish einen Funken auf Wasserstoffgas an, das Wasser ergab. Diese Entdeckung führte zu seiner späteren Feststellung, dass Wasser (H2O) aus Wasserstoff und Sauerstoff besteht.1788 Aufbauend auf den Entdeckungen von Cavendish gab der französische Chemiker Antoine Lavoisier Wasserstoff seinen Namen, der von den griechischen Wörtern“hydro“ und „Gene“ abgeleitet wurde, was „Wasser“ und „geboren aus“ bedeutet.“
1800 entdeckten die englischen Wissenschaftler William Nicholson und Sir Anthony Carlisle, dass das Anlegen von elektrischem Strom an Wasser Wasserstoff- und Sauerstoffgase erzeugt. Dieser Prozess wurde später als „Elektrolyse“ bezeichnet.“
1838 Der Brennstoffzelleneffekt, bei dem Wasserstoff und Sauerstoffgase kombiniert werden, um Wasser und elektrischen Strom zu erzeugen, wurde vom Schweizer Chemiker Christian Friedrich Schönbein entdeckt.1845 Sir William Grove, ein englischer Wissenschaftler und Richter, demonstrierte Schönbeins Entdeckung im praktischen Maßstab, indem er eine „Gasbatterie“ schuf.“ Er erhielt den Titel „Vater der Brennstoffzelle“ für seine Leistung
1874 Jules Verne, ein englischer Autor, untersuchte prophetisch die mögliche Verwendung von Wasserstoff als Brennstoff in seiner populären Fiktion mit dem Titel The Mysterious Island.
1889 Ludwig Mond und Charles Langer versuchten, das erste Brennstoffzellengerät mit Luft und industriellem Kohlegas zu bauen. Sie nannten das Gerät eine Brennstoffzelle.Der deutsche Ingenieur Rudolf Erren aus den 1920er Jahren baute die Verbrennungsmotoren von Lastkraftwagen, Bussen und U-Booten auf Wasserstoff oder Wasserstoffgemische um. Der britische Wissenschaftler und marxistische Schriftsteller J.B.S. Haldane führte das Konzept des erneuerbaren Wasserstoffs in seiner Arbeit Science and the Future ein, indem er vorschlug, dass „es große Kraftwerke geben wird, in denen bei windigem Wetter die überschüssige Energie für die elektrolytische Zersetzung von Wasser in Sauerstoff und Wasserstoff verwendet wird.“1937 Nach zehn erfolgreichen Transatlantikflügen von Deutschland in die USA stürzte die Hindenburg, ein mit Wasserstoffgas aufgeblähtes Luftschiff, bei der Landung in Lakewood, New Jersey, ab. Das Rätsel des Absturzes wurde 1997 gelöst. Eine Studie kam zu dem Schluss, dass die Explosion nicht auf das Wasserstoffgas zurückzuführen war, sondern auf eine witterungsbedingte statische elektrische Entladung, die die silberfarbene Außenverkleidung des Luftschiffs entzündete, die mit den Hauptbestandteilen von festem Raketentreibstoff behandelt worden war.1958 gründeten die Vereinigten Staaten die National Aeronautics and Space Administration (NASA). Das Weltraumprogramm der NASA verwendet derzeit den weltweit flüssigsten Wasserstoff, hauptsächlich für Raketenantriebe und als Brennstoff für Brennstoffzellen.1959 Francis T. Bacon von der Universität Cambridge in England baute die erste praktische Wasserstoff-Luft-Brennstoffzelle. Das 5-Kilowatt (kW) -System versorgte eine Schweißmaschine. Er nannte sein Brennstoffzellendesign die „Speckzelle.“ Später in diesem Jahr demonstrierte Harry Karl Ihrig, ein Ingenieur der Allis—Chalmers Manufacturing Company, das erste Brennstoffzellenfahrzeug: ein 20-PS-Traktor. Wasserstoffbrennstoffzellen, basierend auf Francis T. Bacons Design, wurden verwendet, um an Bord Strom, Wärme und Wasser für Astronauten an Bord der berühmten Apollo-Raumsonde und aller nachfolgenden Space-Shuttle-Missionen zu erzeugen.
1970 Der Elektrochemiker John O’M. Bockris prägte den Begriff „Wasserstoffwirtschaft“ während einer Diskussion im Technischen Zentrum von General Motors (GM) in Warren, Michigan. Später veröffentlichte er Energy: die Solar-Wasserstoff-Alternative, beschreibt seine Wasserstoffwirtschaft vorgestellt, wo Städte in den Vereinigten Staaten mit Energie aus der Sonne versorgt werden könnten.
1972 Der 1972 von der University of California in Los Angeles modifizierte Gremlin nahm 1972 am Urban Vehicle Design Competition teil und gewann den ersten Preis für die niedrigsten Abgasemissionen. Die Studenten wandelten den Verbrennungsmotor des Gremlin so um, dass er mit Wasserstoff aus einem Bordtank betrieben wird.
1973 Das Ölembargo der OPEC und der daraus resultierende Versorgungsschock deuteten darauf hin, dass die Ära des billigen Erdöls zu Ende war und die Welt alternative Kraftstoffe brauchte. Die Entwicklung von Wasserstoffbrennstoffzellen für konventionelle kommerzielle Anwendungen begann.
1974 Die National Science Foundation überträgt das Federal Hydrogen R&D-Programm an das US-Energieministerium. Professor T. Nejat Veziroglu von der University of Miami, FL, organisierte die Hydrogen Economy Miami Energy Conference (THEME), die erste internationale Konferenz zur Diskussion der Wasserstoffenergie. Im Anschluss an die Konferenz gründeten die Wissenschaftler und Ingenieure, die an der Themenkonferenz teilnahmen, die International Association for Hydrogen Energy (IAHE). Die Internationale Energieagentur (IEA) wurde 1974 als Reaktion auf die globalen Ölmarktstörungen gegründet. Die Aktivitäten der IEA umfassten die Forschung und Entwicklung von Wasserstoff-Energietechnologien.
1988 Das sowjetische Tupolev Design Bureau baute erfolgreich einen TU-154-Verkehrsflugzeug mit 164 Passagieren um, um einen der drei Triebwerke des Jets mit flüssigem Wasserstoff zu betreiben. Der Jungfernflug dauerte 21 Minuten.1989 gründete sich in den USA die National Hydrogen Association (NHA) mit zehn Mitgliedern. Heute hat die NHA fast 100 Mitglieder, darunter Vertreter der Automobil- und Luftfahrtindustrie, Bundes-, Landes- und Kommunalverwaltungen sowie Energieversorger. Das Technische Komitee für Wasserstofftechnologien der Internationalen Organisation für Normung wurde ebenfalls geschaffen.
1990 wurde die weltweit erste solarbetriebene Wasserstoff-Produktionsanlage bei Solar-Wasser-Bayern, einer Forschungs- und Versuchsanlage in Süddeutschland, in Betrieb genommen. USA. Der Kongress verabschiedete den Spark M. Matsunaga Hydrogen, Research, Development and Demonstration Act (PL 101-566), der die Formulierung eines 5-Jahres-Management- und Implementierungsplans für die Wasserstoffforschung und -entwicklung in den Vereinigten Staaten vorschrieb.
Das Hydrogen Technical Advisory Panel (HTAP) wurde durch das Matsunaga-Gesetz beauftragt, die Konsultation und Koordination der Wasserstoffforschung sicherzustellen. Die Arbeit an einer mit Methanol betriebenen 10-Kilowatt (kW) Protonenaustauschmembran (PEM) -Brennstoffzelle begann durch eine Partnerschaft zwischen GM, Los Alamos National Laboratory, der Dow Chemical Company und dem kanadischen Brennstoffzellenentwickler Ballard Power Systems.
1994 Daimler Benz zeigt auf einer Pressekonferenz in Ulm sein erstes Brennstoffzellenfahrzeug NECAR I (New Electric CAR).
1997 Der pensionierte NASA-Ingenieur Addison Bain stellte die Überzeugung in Frage, dass Wasserstoff den Hindenburg-Unfall verursacht habe. Der Wasserstoff, so Bain, habe nicht das katastrophale Feuer verursacht, sondern die Kombination aus statischer Elektrizität und leicht entzündlichem Material auf der Haut des Luftschiffs. Der deutsche Automobilhersteller Daimler-Benz und Ballard Power Systems haben eine Forschungskooperation über 300 Millionen US-Dollar für Wasserstoffbrennstoffzellen für den Transport angekündigt.
1998 Island stellte einen Plan vor, um die erste Wasserstoffwirtschaft bis 2030 mit Daimler-Benz und Ballard Power Systems zu schaffen.
1999 Die Royal Dutch/Shell Company hat sich mit der Gründung einer Wasserstoffsparte der Wasserstoffzukunft verschrieben. Europas erste Wasserstofftankstellen wurden in den deutschen Städten Hamburg und München eröffnet. Ein Konsortium isländischer Institutionen unter der Leitung des New Business Venture Fund der Finanzgruppe hat sich mit der Royal Dutch/Shell Group, DaimlerChrysler (eine Fusion von Daimer Benz und Chrysler) und Norsk Hydro zur Icelandic Hydrogen and Fuel Cell Company, Ltd. zusammengeschlossen. zur Förderung der Wasserstoffwirtschaft in Island.
2000 Ballard Power Systems präsentierte auf der Detroit Auto Show die weltweit erste serienreife PEM-Brennstoffzelle für Automobilanwendungen.2003 kündigte Präsident George W. Bush in seiner Rede zur Lage der Union 2003 eine 1,2 Milliarden Dollar schwere Wasserstoff-Brennstoffinitiative an, um die Technologie für kommerziell tragfähige wasserstoffbetriebene Brennstoffzellen zu entwickeln, so dass „das erste Auto, das von einem heute geborenen Kind gefahren wird, mit Brennstoffzellen angetrieben werden könnte.“2004 kündigte US-Energieminister Spencer Abraham über 350 Millionen Dollar für Wasserstoffforschung und Demonstrationsprojekte an. Diese Mittel entsprachen fast einem Drittel der 1,2 Milliarden US-Dollar, die Präsident Bush für die Forschung auf dem Gebiet der Wasserstoff- und Brennstoffzellentechnologien bereitgestellt hatte. Die Finanzierung umfasst über 30 federführende Organisationen und mehr als 100 Partner, die in einem wettbewerblichen Überprüfungsprozess ausgewählt wurden.
2004 Das weltweit erste Brennstoffzellen-U-Boot durchläuft Tiefseetests (Deutsche Marine).
2005 Dreiundzwanzig Staaten in den USA haben Wasserstoffinitiativen.
Heute – Zukunftsvision 2050
Wasser wird in Zukunft fossile Brennstoffe als primäre Ressource für Wasserstoff ersetzen. Wasserstoff wird über nationale Netze von Wasserstofftransportpipelines und Tankstellen verteilt. Wasserstoffenergie und Brennstoffzellenenergie werden sauber, reichlich vorhanden, zuverlässig, erschwinglich und ein integraler Bestandteil aller Wirtschaftssektoren in allen Regionen der USA sein.
Möchten Sie mehr erfahren?
US-Energieministerium www.eere.energy.gov/hydrogenandfuelcells