Hydrogen er det første grunnstoffet i periodesystemet. Et grunnstoff er et stoff som består av en type atomer, og hydrogen er det aller enkleste vi kjenner til. Rundt alle atomer sirkulerer det elektroner, og vanligvis er det plass til åtte elektroner i atomets ytterste skall. Hydrogen har kun ett elektron i dette skallet, og nettopp denne egenskapen gjør at stoffet lett kobler seg til andre grunnstoffer.

Faktisk er 75% av universet bestående av hydrogen, og i nesten alle kroppens celler vil du finne grunnstoffet. På jorden finnes hydrogen i liten grad som gass, men store mengder finnes i vann. 

Det går ikke an å lukte hydrogen, og hvis gassen brenner vil du ikke kunne se flammene. Gassen veier 14 ganger mindre enn luft, og den er ekstremt eksplosiv.

Hvordan produserer man hydrogen?

Det finnes en rekke metoder for å skille ut hydrogen fra andre stoffer, og to av de viktigste er:

  • SMR – Steam Methane Reforming – hvor man blander naturgassen metan med vanndamp under høyt trykk, og skiller ut hydrogen og CO2. Dette er den vanligste metoden for fremstilling av hydrogen, og brukes i industriell produksjon av gassen. En fordel med denne metoden er at CO2 fra metangassen kan lagres på stedet, og slik unngå utslipp til atmosfæren.
  • Elektrolyse er en annen metode for spalting av stoffer, og den nest vanligste i fremstilling av hydrogen. Enkelt forklart fører man strøm gjennom vann for å skille ut hydrogen og oksygen. Vann er et molekyl som består av to deler hydrogen og en del oksygen, og ved elektrolyse brytes molekylet opp. Resultatet er oksygen- og hydrogengass.

Mengden energi som skal til for å spalte hydrogen og oksygen fra hverandre ved elektrolyse, er større enn energien du får ut av hydrogenet i en brensellscelle. Altså vil det ikke være spesielt miljøvennlig å bruke elektrisitet produsert av for eksempel kull til å produsere hydrogen. Ved å bruke fornybare energikilder, slik som vannkraft eller solenergi, blir utslippene fra produksjonen minimale.

Samtidig må det være en grunn til å lagre energien som hydrogen, og ikke sende energien ut på strømnettet.

Hva kan det egentlig brukes til?

Hydrogen brukes i petroleums- og kjemisk industri. Blant annet til å produsere ammoniakk til gjødsel, og i petroleumsindustri for å fjerne sulfid fra råoljen. Også matindustrien bruker hydrogen i fremstillingen av margarin. Det finnes bilmodeller og busser med hydrogen-brenselsceller, men det er ikke i nærheten så utbredt som elektriske biler.

En av de første anvendelsene av hydrogen var å løfte ballonger og luftskip. Fordi gassen har en ekstremt liten tetthet, er den mye lettere enn luft. Denne bruken av gassen stoppet imidlertid i 1937 da hydrogen i luftskipet Hindenburg eksploderte mens skipet var i luften.

Man har utnyttet den eksplosive bruksverdien av hydrogen, også etter Hindenburgulykken. NASA har brukt en blanding av flytende hydrogen og oksygen til å skyte raketter ut i atmosfæren.   

Men er det økonomisk?

Å produsere hydrogen til drivstoff koster mer enn det smaker. I 2004 var kostnaden ved å produsere hydrogen ved hjelp av Metan eller Elektrolyse hele tre til seks ganger kostnaden for en tilsvarende mengde energi fra naturgass.

Vi vet at det er rimeligere å produsere hydrogen i stor skala, men med en gang man skalerer ned produksjonen, slik som for eksempel i en bil, så endres kostnadsbildet fundamentalt.

Hvis etterspørsel og tilbud etter naturgass og elektrisitet endrer seg i fremtiden vil det selvsagt også endre på attraktiviteten til hydrogen.

Fremtiden for hydrogen

Hydrogen er foreslått som erstatning for fossile brennstoff i for eksempel biler og andre transportmidler. Fordelen er selvsagt at det eneste utslippet blir vann, og man unngår den farlige eksplosive delen ved å bruke det i brennselsceller som ved en elektrokjemisk reaksjon produserer strøm.

Men er dette realistisk? Det er i hovedsak tre problemer som ofte blir nevnt.

  1. Det vil kreve en helt ny infrastruktur for å distribuere hydrogen fra produsent og inn i bilene, og dette må være trygt og samtidig kostnadseffektivt. Husk at hydrogen er svært eksplosivt.
  2. Hydrogen gir ikke like mye energi per liter som petroleumsprodukter. Bensin gir omtrent tre ganger så masse energi som en liter flytende hydrogen.
  3. Produksjon av hydrogen er som oftest ikke miljøvennlig. Utvinning fra metan har CO2 som et biprodukt, og elektrolyse må bruke strøm som kanskje ikke er fra fornybare energikilder.

Hydrogen er fortsatt interessant for fremtiden. Hvis fusjonsteknologien utvikler seg kan denne bli et tilstrekkelig grønn energikilde til bruk for ren fremstilling av hydrogen. Men dette ligger sannsynligvis langt frem i tid.