Elektrolyse ist in unserer Gesellschaft kein gängiger Begriff, oftmals wird in diesem Zusammenhang die Wasserstoffgewinnung oder eine Batterie genannt. Das Grundprinzip der Elektrolyse ist die Aufspaltung einer chemischen Verbindung unter Einwirkung von Strom. Hierzu sind zumindest zwei Elektroden (Stäbe oder Platten diverser Metalle) in einen Elektrolyten (üblicherweise eine elektrisch leitende Flüssigkeit) einzutauchen und an eine Stromquelle (Netzgerät) anzuschließen, nun findet Elektrolyse statt. Nach diesem Grundprinzip kann Wasserstoff gewonnen werden.
Eine Batterie ist jedoch ein sogenanntes galvanisches Element und erzeugt Strom. Hingegen stellt das Laden der Batterie (Akku) eine Elektrolyse dar.
Der Gegenpart zur Elektrolyse (bei der elektrische Energie in chemische umgewandelt wird) ist zB. das Entladen einer Batterie, denn hier wird die in der Batterie gespeicherte chemische Energie in elektrische Energie umgewandelt. Wird eine Batterie (Akku) jedoch wieder aufgeladen, handelt es sich wieder um Elektrolyse.
Gibt es unterschiedliche Arten von Elektrolysen?
Die Elektrolyse ist ein elektro-chemischer Prozess, der in vielen technischen Anwendungen genutzt wird. Eine wichtige Anwendung ist die Gewinnung von Stoffen (Metallen) wie z.B. Aluminium oder Magnesium. In der Galvanik kommt die Elektrolyse zur Metallabscheidung zum Einsatz, z.B. beim Vernickeln oder Verchromen von Stählen. In der Technik ist Elektrolyse ein gängiges Verfahren und es gibt noch viele weitere Anwendungen, eine davon ist die Wasserelektrolyse.
Wie funktioniert Wasserelektrolyse?
Wasser (H2O) ist eine chemische Verbindung aus Wasserstoff (H) und Sauerstoff (O). Diese Verbindung wird bei der Elektrolyse durch Stromzufuhr an den Oberflächen der Elektroden aufgebrochen. Der so gewonnene Sauerstoff in Form von O2 wirkt oxidierend, aber zu wenig, um für die Wasserbehandlung/-desinfektion von Bedeutung zu sein. Der freigesetzte Wasserstoff in Form von H2 ist z.B. als Brennstoff für Wasserstoffmotoren von Interesse.
Was bewirken Diamantelektroden in der Wasserelektrolyse?
Die pro aqua hat sich auf die Elektrolyse von Wasser mit Bor-dotierten Diamantelektroden spezialisiert. Die meisten für die Wasserelektrolyse verwendeten Elektroden bewirken die Gewinnung von Sauerstoff (O2). Hier kommt der pro aqua Diamantelektrode eine besondere Bedeutung zu, da diese primär Sauerstoffradikale (OH*) generiert. Sauerstoffradikale sind besonders oxidativ und somit sehr effizient beim Abtöten von Bakterien bzw. Abbauen von organischen Verunreinigungen direkt im Wasser. Hingegen kommt dem gebildeten Wasserstoff H2 in der Abwasserreinigung/-desinfektion keine Bedeutung zu. Wasserstoff kann unter bestimmten Umständen brennen/explodieren, stellt aber für Mensch und Umwelt keine Gefahr dar. Bei der pro aqua Elektrolyse wird der Wasserstoff kontrolliert in die Umwelt abgeleitet.
Wo liegen die Vorteile der Wasserelektrolyse?
Verschmutztes Wasser kann sehr oft nicht genutzt werden, ohne vorab gereinigt zu werden. Allseits bekannt ist verschmutztes Trinkwasser, das gereinigt/desinfiziert werden muss, bevor es zum Trinken geeignet ist. Neben dem Trinkwasser gibt es viele technische Prozesse in der Lebensmittelindustrie, Medizintechnik etc., bei denen Wasser frei von Bakterien und Schadstoffen sein muss. Die Wasserreinigung in der Prozesstechnik ist sehr oft eine Kombination aus mechanischen (z.B. Filter-) und chemischen (z.B. Chlor-)Verfahren. Gerade in der Prozesstechnik kommt der Wasserelektrolyse immer mehr Bedeutung zu, um Chemikalien zu ersetzen. Elektroden werden in Durchflusszellen eingebaut, in denen dann die Elektrolyse stattfindet. Diese Zellen sind kompakt ausgeführt und leicht in die Prozesstechnik integrierbar. Mit Ausnahme von Energie (Strom), werden bei der Elektrolyse sehr oft keine weiteren Zusatzstoffe benötigt. Die im Wasser vorhanden organischen Verunreinigungen können somit direkt und ohne Zugabe von Chemikalien abgebaut bzw. Bakterien abgetötet werden. Somit fällt das Lagern und Hantieren mit oftmals gefährlichen Chemikalien zur Wasserbehandlung weg. Genauso entfallen die Transportwege für die Anlieferung der Chemikalien, die Entsorgung der Leergebinde und die Abhängigkeit von Lieferanten.
