Der Antwort auf die in der Überschrift formulierte Frage stelle ich zuerst eine Vorbemerkung voran. Wir haben kein Erdöl, kaum Erdgas, die Sonne verwöhnt uns auch nicht sehr mit Energie, und der Wind weht oft nur launisch. Auch mit Hilfe der Wasserkraft gewinnt Deutschland nur wenig Strom. Die jahrzehntelang genutzte Braunkohle darf nicht mehr in der  Energiewirtschaft genutzt werden und eine Pazifikwelle von 2011 besiegelte den Ausstieg aus der Atomenergie. Die ehemals vorhandenen Kernkraftwerke lieferten einmal bis zu 30 Prozent der Elektrizität. Abgesehen von der Energieversorgung, Fundstätten für die begehrten seltenen Erden gibt es auch nicht. Einem Land, das derart arm an Energiequellen und Bodenschätzen ist, bleibt als einzige Zukunftshoffnung nur die wertschöpfende Kreativität seiner Menschen. Aber im Hinblick auf die zukünftigen wirtschaftlichen und wissenschaftlichen Herausforderungen gibt es zu wenig MINT-Studenten in Deutschland. (Die Abkürzung MINT steht für Mathematik, Informatik, Naturwissenschaften und Technik.) Bei den Heranwachsenden hat das Interesse an den MINT-Studienfächern in den letzten Jahren immer mehr abgenommen. So war beispielsweise vor Kurzem in der Volksstimme (Ausgabe am 12. Dezember 2025) zu lesen, dass sich an den Unis Halle und Magdeburg nur knapp 5 bis 6 Prozent der Erstsemester für die vorhandenen Plätze für das Lehramt Sekundarschule in Mathe bzw. Physik und Chemie eingeschrieben haben. Und viele, die sich für ein Studium entschlossen haben, scheinen nicht zu wissen, warum es sich lohnt, im Hörsaal zu sitzen. Denn aktuell herrscht in den vor Jahren noch gut besetzten Hörsälen viel Leere, und deshalb wird auch der Appell für die Wiedereinführung der Anwesenheitspflicht immer lauter (FAZ vom 14.10.2025). Die Schlussfolgerung von dieser flüchtigen Bestandsaufnahme kann deshalb nur sein, die Inhalte der MINT-Fächer wieder stärker in den gesellschaftlichen Fokus zu rücken. Die folgenden Zeilen sind dazu als ein kleiner Beitrag gedacht. Ansonsten droht die Gefahr, dass unser wenig leistungsanregendes und leistungsabforderndes Bildungssystem in nicht sehr ferner Zeit auf die Füße fällt.

Was Farben alles verraten?

Ein Mix aus Windkraft, Sonnenenergie und Wasserstoff soll in der Zukunft unseren Energiebedarf decken. Dem Wasserstoff als dem leichtesten und einfachsten Element wird  aktuell viel Aufmerksamkeit zuteil. Es ist ein farbloses Gas, und nicht weiß. Aber warum spricht man nun aber vom „grünen“, „blauen“, „grauen/schwarzen“, „türkisen“ und „weißen“ Wasserstoff? Dazu muss man wissen, dass die Farbetiketten die Art seiner Herstellung anzeigen. Der Wasserstoff heißt  „grau“ oder „schwarz“, wenn er mit Hilfe von glühender Kohle und Wasserdampf (Kohlevergasung) hergestellt wird. „Blauer“ und „türkisfarbener“ Wasserstoff wird aus Erdgas gewonnen. Wenn dagegen vom „grünen“ Wasserstoff die Rede ist, dann stammt dieser aus der klimaneutralen Zerlegung des Wassers durch elektrischen Strom (Elektrolyse). Das gelingt heute schon mit einem durchschnittlichen Wirkungsgrad von 60 Prozent. Für Schlagzeilen sorgt auch immer wieder die alternative Zerlegung des Wassers mit der Energie des Sonnenlichtes (Photolyse). Dazu wird allerdings auch ein (preiswerter) Katalysator benötigt. Außerdem ist der Wirkungsgrad bei dieser bisher nur im Labormaßstab durchgeführten photolytischen Wasserstoffgewinnung noch sehr niedrig (1 bis 2 Prozent).

Bisher ging man immer davon aus, dass es im Unterschied zur Kohle, dem Erdöl oder dem Erdgas kaum Wasserstoff auf der Erde gibt, obwohl dieser ständig in der Tiefe durch Reaktion von Wasser mit eisenhaltigem Gestein bei 100 bis 200°C gebildet wird (Serpentinisierung). Aber dieser sogenannte „weiße“ Wasserstoff findet wegen seiner winzigen Molekülgröße an ganz vielen Stellen den Weg in die Atmosphäre. Seine Bildung wirft die Frage auf: Woher kommen die Elektronen für seine „Befreiung“ (Reduktion) aus der Liaison mit dem Sauerstoff? Die Elektronen liefern das Eisen, genauer gesagt, sein zweifach-positiv geladenes Kation (Fe2+). Nach dessen Elektronenverlust wird das Eisen zum Bestandteil des Magnetits (Magneteisenstein), eines der wichtigsten Eisenerze. Nur wenn dem Ausgasen sehr dichte Erdschichten im Weg stehen, können Lagerstätten von Wasserstoff entstehen. In Kanada und Frankreich sind jetzt Geologen bei Bohrungen häufiger auf solche Gaslager gestoßen. Besonders dort, wo Erdbeben Verwerfungen hinterlassen haben, finden sich diese Lagerstätten.

Quelle mit Verwendungspotenzial

Entdeckt wurde der Wasserstoff als Bestandteil des Wassers vor rund 250 Jahren. Zu meiner Schulzeit war es üblich, diese Entdeckung den Schülern emotional ins Gedächtnis zu schreiben. Dazu bedurfte es nur etwas Zinkblech und ein Becherglas mit verdünnter Säure. Wurde das Blech in der Säure versenkt, begannen sich Bläschen von Wasserstoffgas von der Oberfläche des Zinks abzulösen. Wasserstoff und Sauerstoff haben zueinander eine große Affinität, was sich auf eindrucksvolle Weise akustisch demonstrieren lässt (Knallgas-Reaktion). Außerdem ist die Vereinigung von Wasserstoff und Sauerstoff zu Wasser eine attraktive Energiequelle. Denn  bei der Bildung von einem Liter Wasser wird eine Energiemenge freigesetzt, die 50 Liter Wasser zum Kochen bringt. 

In einer galvanischen Zelle kann mit Wasserstoff direkt elektrischer Strom gewonnen werden. Eine solche Zelle enthält zwei voneinander separierte Elektroden, die mit gasförmigem Wasserstoff und Sauerstoff „umspült“ werden. An der Anode (dem positiv-geladenen Pol) gibt  der Wasserstoff seine Elektronen ab, die danach über einen äußeren Leiter zur Kathode fließen und dort an den Sauerstoff „übergeben“ werden. Mit einer den Bedürfnissen des Autofahrens  angepassten Batterie (= Brennstoffzelle) könnte ein Brennstoffzellen-Auto mit einer größeren Reichweite und einem schnellen Betanken eine attraktive Alternative zum heutigen E-Auto werden.

Und jetzt noch eine Überraschung, vielleicht aber nur für einige der Leser. Ich nehme einmal das Aufregendste gleich vorweg. Auch wir schöpfen unsere Lebensenergie aus der Verbrennung von Wasserstoff zu Wasser. Es kommt aber dabei in unserem Körper nicht zur explosiven Vereinigung des Wasserstoffs mit dem eingeatmeten Sauerstoff, wie bei der bekannten Knallgas-Reaktion. Vielmehr läuft die in vivo-Verbrennung langsam und kontrolliert ab. Auch müssen wir dazu nicht gasförmigen Wasserstoff einatmen. Den Wasserstoff nehmen wir hauptsächlich mit den in den Nahrungsmitteln enthaltenen Fetten und Kohlenhydraten auf. Aber auf welche Weise wird nun der Wasserstoff mit dem Sauerstoff im Körper umgesetzt? Dieses Rätsel hat eine Gruppe von „Feuersuchern“ im vergangenen Jahrhundert gelöst. Generell gilt, dass sich jede Zelle mit der Energie, die sie für ihre Zellaktivitäten braucht, selbst versorgen muss. Zu diesem Zweck enthalten Zellen spezielle „Kraftwerke“ (die Mitochondrien), die mit Enzymen den Wasserstoff von der Glucose oder den Fettsäuren „ablösen“ und danach den (an ein Coenzym-gebundenen) Wasserstoff mit Sauerstoff oxidieren. Bildlich gesprochen „fließen“ dabei die Elektronen vom Wasserstoff zum Sauerstoff ähnlich dem Lauf des Wassers in einer Kaskade. Beteiligt ist an diesem Geschehen der Zitronensäurezyklus. Das ist der extrem wichtige Endabbauweg der Kohlenhydrate und Fettsäuren in den Mitochondrien.

Dazu noch eine allerletzte Anmerkung:  Vor etwas mehr als 20 Jahren wurden die deutschen Politiker durch die schlechten Ergebnisse in der PISA-Studie erstmalig aufgeschreckt. Obwohl der oben erwähnte Zitronensäurezyklus von lebenswichtiger Bedeutung für Tiere und Pflanzen ist, hat damals im ARD-Morgenmagazin (4. Juli 2002) der spätere Außenminister Dr. Guido Westerwelle in einem Interview bekannt: „Das Sinnloseste, was ich je gelernt habe, war der Zitronensäurezyklus. Ich weiß nicht, was das ist!“ Mit diesem freimütigen Bekenntnis wollte der Politiker möglicherweise bei Erstwählern punkten?

Prof. Dr. Peter Schönfeld