Wasserstoff-Leitprojekte: Glossar

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AEM-Eleyktrolyse: Die AEM-Eleyktrolyse (engl. ‚Anion Exchange Membrane‘, zu Deutsch: Anionenaustausch-Membran) ist ein neueres Verfahren der Wasserelektrolyse. Die Technologie soll die Vorteile der alkalischen und PEM-Elektrolyse verbinden.
alkalische Elektrolyse: Die alkalische Elektrolyse (AEL) ist das älteste großtechnisch etablierte Verfahren der Wasserelektrolyse.
anionenleitende Membran: Eine Membran ist ein zentrales Bauteil von z. B. Elektrolyseuren und Brennstoffzellen. Sie ist nur für bestimmte Teile durchlässig und trennt so die Medien zwischen den Elektroden. Eine anionenleitende Membran ist für Anionen durchlässig und wird bei der AEM-Elektrolyse eingesetzt.
Anode: Als Anode wird die Elektrode bezeichnet, die negative Ladung aufnimmt, also Elektronen oder negative Ionen. Die entgegengesetzte Elektrode wird Kathode genannt.
Ammoniak: Ammoniak (NH3) ist eine chemische Verbindung, die aus Wasserstoff und Stickstoff besteht.

Brennstoffzelle: Eine Brennstoffzelle wandelt chemische direkt in elektrische Energie um. Im Gegensatz zu einer klassischen Verbrennung des Brennstoffs kann so ein höherer Wirkungsgrad erreicht werden.
Benzyltoluol: Benzyltoluol ist ein nicht-explosives, schwer entflammbares Öl. Es kann zum chemischen Transport von Wasserstoff eingesetzt werden.

Co-Elektrolyse: Die Co-Elektrolyse ist ein Verfahren, bei dem CO₂ (Kohlendioxid) und Wasser (H₂O) in nützliche Stoffe wie Methanol (CH₃OH), Ethanol (C₂H₅OH), Methan (CH₄) oder Synthesegas umgewandelt werden.

Dehydrieranlage: In einer Dehydrieranlage wird Wasserstoff durch Wärmezufuhr aus dem wasserstoffangereicherten LOHC freigesetzt.
Demonstrator: Ein Demonstrator bezeichnet ein prototypisches Modell, das die Machbarkeit eines Projekts zeigt.
Digitaler Zwilling: Ein digitaler Zwilling ist ein digitales Abbild realer Dinge, das aus vielen verschiedenen Daten, Algorithmen und Modellen besteht. Er sorgt dafür, dass Daten in Echtzeit mit der Realität verglichen werden können. Um diese Daten für alle Systeme verwendbar zu machen, werden standardisierte Datenformate wie beispielsweise AutomationML, Industrie 4.0 Asset Administration Shell oder OPC UA benötigt. Für die virtuelle Inbetriebnahme ist es notwendig, die digitalen Abbilder des gefertigten Produkts als auch der Produktionsanlage zu vereinen. Das geschieht mit Hilfe der standardisierten und harmonisierten Datenformate.
Digital twin: What is a digital twin? Simplified you could say: a digital image of real things consisting of many different data, algorithms, and models. These ensure that data can be compared with reality in real time. In order to make this data usable for all systems, standardized data formats such as AutomationML, Industrie 4.0 Asset Administration Shell or OPC UA are required. For virtual commissioning, it is necessary to combine the digital images of the manufactured product as well as the production plant with the help of standardized and harmonized data formats.

Elektrische Kontaktierung: Elektrische Kontaktierung bezeichnet die Herstellung einer elektrischen Verbindung zwischen zwei oder mehr Elementen.
Elektrolyse: Elektrolyse bezeichnet eine chemische Reaktion, bei der ein Ausgangsstoff mit Hilfe von elektrischem Strom umgewandelt wird. Die eingesetzte elektrische Energie wird zum größten Teil in den Produkten gespeichert. So liefert die Elektrolyse von Wasser neben Sauerstoff den Energieträger Wasserstoff.
Elektrolyseur: In einem Elektrolyseur werden Stoffe mit Hilfe von Strom umgewandelt.

Festelektrolytmembran: Eine Membran ist ein zentrales Bauteil von z. B. Elektrolyseuren und Brennstoffzellen. Sie ist nur für bestimmte Teile durchlässig und trennt so die Medien zwischen den Elektroden. Eine Festelektrolytmembran wird bei der (festen) Hochtemperatur-Brennstoffzelle eingesetzt.
Festoxidbrennstoffzellen: Festoxidbrennstoffzellen enthalten einen Elektrolyt (enthält bewegliche Ionen) aus einem festen Material. Sie werden bei hohen Temperaturen betrieben.
Festoxid-Elektrolyt: Ein Festoxid-Elektrolyt ist ein entscheidendes Bauteil in einer Hochtemperatur-Brennstoffzelle. Er besteht aus einem keramischen Werkstoff.
Fischer-Tropsch-Synthese: Die Fischer-Tropsch-Synthese bezeichnet ein Verfahren zur Herstellung von Kohlenwasserstoffen. Sie können als Treibstoffe verwendet werden. Die Grundlage bildet Synthesegas, ein Gemisch aus Wasserstoff und Kohlenmonoxid.

Grüner Wasserstoff: Grüner Wasserstoff wird durch Elektrolyse von Wasser hergestellt, wobei ausschließlich Strom aus erneuerbaren Energien zum Einsatz kommt. Unabhängig von der gewählten Elektrolysetechnologie erfolgt die Produktion von Wasserstoff damit CO2-frei.

Hochtemperatur-Elektrolyse: Die Hochtemperatur-Elektrolyse (HTEL) bezeichnet eine Form der Wasser-Elektrolyse. Das Verfahren wird unter sehr hohen Temperaturen (bis 900 Grad Celsius) durchgeführt. Dadurch wird der Wirkungsgrad gesteigert und somit der Strombedarf reduziert.
Hydrierung: Bei der Hydrierung handelt es sich um eine Addition von Wasserstoff an ein chemisches Element oder eine chemische Verbindung mit Hilfe eines Katalysators.

Ionisiert: Als Ionen werden elektrisch geladene Atome oder Moleküle bezeichnet.

Katalysator: Ein Katalysator beschleunigt eine chemische Reaktion durch die Senkung der notwendigen Aktivierungsenergie. Der Katalysator nimmt dafür zwischenzeitlich an der Reaktion teil und wird danach wieder unverändert freigesetzt. Katalysatoren sind u. a. entscheidend für die Wirtschaftlichkeit von chemischen Prozesse
Kohlenstoffkorrosion: Bei einer Kohlenstoffkorrosion kommt es zu einem chemischen Prozess, der zu einer Schädigung z. B. an einer Elektrode eines Elektrolyseurs oder einer Brennstoffzelle führen kann.

Lebenszyklusanalyse: Eine Lebenszyklusanalyse (auch als Öko- oder Umweltbilanz bezeichnet) untersucht die ökologischen Auswirkungen und Energiebilanz eines Produkts entlang seines Lebenszyklus'.
LOHC: LOHC (‚Liquid Organic Hydrogen Carriers‘, zu Deutsch: flüssige organische Wasserstoffträger) sind eine Technologie zur Speicherung von Wasserstoff. Durch chemische Reaktionen wird Wasserstoff an flüssige, organische Verbindungen gebunden und lässt sich so über weite Strecken sicher transportieren.
LNG: LNG (Liquefied Natural Gas) ist – durch Kühlung auf –162 °C – verflüssigtes Erdgas. LNG kommt meist dort zum Einsatz, wo Erdgas ohne Rohrleitungen über weite Distanzen transportiert werden muss. Durch die Verflüssigung sinkt das Volumen von Erdgas um den Faktor 600: Das erleichtert Transport und Lagerung.

Meerwasser-Elektrolyse: Meerwasser-Elektrolyse ist ein Verfahren zur Wasserstoff-Herstellung. Dabei wird statt aufgereinigtem Wasser direkt Meerwasser verwendet.
Methan: Methan (CH₄) ist eine chemische Verbindung und der Hauptbestandteil von Erdgas.
Methanol: Methanol (CH₄O) bezeichnet eine organisch-chemische Verbindung aus der Stoffgruppe der Alkohole.

Nationale Wasserstoffstrategie: Die Nationale Wasserstoffstrategie (NWS) wurde im Jahr 2020 von der Bundesregierung verabschiedet und 2023 fortgeschrieben. Sie soll Deutschlands Eintritt in die Wasserstoffwirtschaft vorbereiten.
Nationaler Wasserstoffrat: Der Nationale Wasserstoffrat ist ein unabhängiges, überparteiliches Beratungsgremium, das von der Bundesregierung einberufen wurde.
Nennleistung: Die Nennleistung bezeichnet die maximale Leistung, die eine Anlage (z. B. Windkraft) dauerhaft erbringen kann.

Offshore-Anlagen: Offshore-Windkraftanlagen bezeichnen Windparks, die sich küstennah im Meer befinden (engl. off ‚fort, weg‘ und shore ‚Küste‘).

PEM-Elektrolyse: Die PEM-Elektrolyse (engl. ‚Proton Exchange Membrane‘, zu Deutsch: protonenleitende Membran) ist ein Verfahren der Wasserelektrolyse. Sie wird im Gegensatz zur alkalischen Elektrolye im sauren Medium durchgeführt.
Photokatalytische Wasserspaltung: Bei der photokatalytischen Wasserspaltung werden Photonen, also Lichtteilchen, eingesetzt, um Wasser in Wasserstoff und Sauerstoff aufzuspalten.
Plasma: Plasma ist überhitztes Gas, das Ladungsträger (Ionen und Elektronen) enthält, die es elektrisch leitfähig machen.
Polymerelektrolytmembran: Eine Membran ist ein zentrales Bauteil von z. B. Elektrolyseuren und Brennstoffzellen. Sie ist nur für bestimmte Teile durchlässig und trennt so die Medien zwischen den Elektroden. Eine Polymerelektrolytmembran wird zum Beispiel in Niedrigtemperatur-Brennstoffzellen eingesetzt.
Power-to-X: Bei Power-to-X wird Strom aus erneuerbaren Energien (power) in verschiedene Energieformen (X) umgewandelt.
Polymerelektrolyt-Brennstoffzellen: Sie wird auch Polymerelektrolyt-Brennstoffzelle (PEFC) genannt und ist eine Niedrigtemperatur-Brennstoffzelle. Bei Temperaturen von 60 bis 120 Grad Celsius reagieren in ihr Wasserstoff und Sauerstoff zu Wasser. Die Brennstoffzelle gewinnt durch diese Reaktion elektrische Energie.
Protonenaustauschmembran-Brennstoffzellen: Sie wird auch Polymerelektrolyt-Brennstoffzelle (PEFC) genannt und ist eine Niedrigtemperatur-Brennstoffzelle. Bei Temperaturen von 60 bis 120 Grad Celsius reagieren in ihr Wasserstoff und Sauerstoff zu Wasser. Die Brennstoffzelle gewinnt durch diese Reaktion elektrische Energie

Quasi-autark: Autark werden Systeme genannt, wenn sie unabhängig von einer Ressourcenzufuhr von außen sind. Quasi-autarke Konzepte beinhalten oftmals Ressourcenspeicher, wie Batterien, die von dem System bei Überschuss aufgefüllt wurden und bei Ressourcenknappheit genutzt werden können.

Roadmap: Eine Roadmap (engl. ‚Straßenkarte‘) gibt einen strukturierten Handlungsplan vor, wobei verschiedene Szenarien betrachtet werden.
Rückverstromt: Durch die Umwandlung von Überschuss-Strom in ein Speichermedium wie Wasserstoff wird Energie vorrübergehend gespeichert. Rückverstromung bezeichnet die erneute Umwandlung, wenn die Energie zu einem späteren Zeitpunkt wieder dem Energiesektor zugeführt wird.
Reaktor: Ein Reaktor ist ein Gerät, in dem durch chemische Reaktionen Produkte aus Grundstoffen hergestellt werden.
Reformierung: Die Reformierung ist die Umwandlung oder Veredelung eines Stoffs.

Sektorenkopplung: Als Sektorenkopplung wird die Verbindung der Sektoren Strom, Wärme, Industrie und Verkehr bezeichnet. Betrachtet man die Sektoren nicht einzeln sondern ganzheitlich, entdeckt man Synergieffekte. Die Sektorenkopplung wird als Schlüsselkonzept für die Energiewende angesehen.
Spannungsumkehr: Bei Brennstoffzellen kann es, beispielsweise bei einem Spannungsabfall, dazu kommen, dass sich die Spannung von Einzelzellen umkehrt.
Synthetische Herstellung: Als Synthese werden chemische Produktionsverfahren von Stoffen bezeichnet.
Synthetische Kraftstoffe: Synthetische Kraftstoffe unterscheiden sich von konventionellen Treibstoffen im Herstellungsverfahren. Anders als Benzin, Kerosin oder Diesel wird zu ihrer Herstellung kein Erdöl benötigt. Synthetische Kraftstoffe, die mit erneuerbarem Strom und CO₂ hergestellt werden, sind klimaneutral.
SNG: SNG (Synthetic Natural Gas) ist synthetisches Methan (CH4).

Thermische Spaltung: Bei der thermischen Spaltung wird eine Substanz durch Wärmeenergie zersetzt.
Technikumsmaßstab: Der Technikumsmaßstab ist ein bestimmtes Größenverhältnis im Forschungsprozess technischer Neuerungen. Er ist größer als ein Laborexperiment, aber kleiner als ein industrieller Produktionsprozess.

Verdichteranlage: Eine Verdichteranlage (Kompressorstation) ist eine Anlage, die bei der Rohrfernleitung von Erdgas eingesetzt wird. Sie reguliert den Fluss des Gases durch die Leitung. Die Anlagen werden in regelmäßigen Abständen entlang der Pipeline platziert und halten den Druck und die Dichte des Gases aufrecht.

Wasserdampf-Elektrolyse: Die Wasserdampf-Elektrolyse wird auch Hochtemperatur-Elektrolyse (HTE) genannt. Sie ist ein innovatives Verfahren zu Gewinnung von Wasserstoff und Sauerstoff aus Wasser, bei dem mit Temperaturen von 800 bis 1000 Grad Celsius gearbeitet wird.
Wasserelektrolyse: Die Wasserelektrolyse ist eine elektrochemische Reaktion, bei der Wasser mithilfe von Strom in Wasserstoff und Sauerstoff zerlegt wird.
Wasser-Elektrolyseur: Ein Wasser-Elektrolyseur zerlegt Wasser in Wasserstoff und Sauerstoff. Für die elektrochemische Reaktion, Wasserelektrolyse genannt, wird elektrischer Strom genutzt.
Wasserstoff-Flüssig-Transport: Zur Verflüssigung wird Wasserstoff auf -253 Grad Celsius abgekühlt. In speziellen Tanks lässt sich der flüssige Wasserstoff (liquid H₂ /LH₂) dann transportieren
Wasserstoff-Readiness: Wasserstoff-Readiness ist die Eigenschaft einer existierenden Infrastruktur, Wasserstoff als Energieträger nutzen zu können. Im erweiterten Sinne meint Wasserstoff-Readiness auch die Gegebenheit beispielsweise politischer Bedingungen, um Wasserstoff in großem Maßstab als Energieträger nutzen zu können

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