# Wasserelektrolyse > Wasser mit Strom in Wasserstoff und Sauerstoff zerlegen - Datum: 1789 - Epoche: Industriezeitalter - Bereich: [Elektrizität & Elektronik](https://lastcodex.org/de/domains/electricity/) - Stufe: IV (Wissenschaft & Industrie) - Schwierigkeit: 2/5 - URL: https://lastcodex.org/de/inventions/water-electrolysis/ Bei der Wasserelektrolyse fließt elektrischer Strom durch Wasser und zerlegt es in Wasserstoff und Sauerstoff, die an den beiden Elektroden als Blasen aufsteigen, doppelt so viel Wasserstoff wie Sauerstoff. Zwei niederländische Chemiker berichteten 1789, Wasser mit elektrischen Entladungen zersetzt zu haben; die Voltasche Säule machte daraus 1800 ein stetiges Verfahren, und heute ist es einer der Wege, Wasserstoff herzustellen. ![Wasserelektrolyse · Wasser mit Strom in Wasserstoff und Sauerstoff zerlegen](https://lastcodex.org/_astro/plate.Cpm0DXHU_Z1PsRXp.webp) ## Legende 1. Voltasche Säule 2. Negative Elektrode, an der Wasserstoff entsteht 3. Positive Elektrode, an der Sauerstoff entsteht 4. Rohr, das den Wasserstoff auffängt 5. Rohr, das den Sauerstoff auffängt 6. Mit etwas Säure leitfähig gemachtes Wasser ## Was es ist Wasserelektrolyse ist die Zerlegung von Wasser in seine beiden Elemente mit elektrischem Strom. Zwei Elektroden tauchen ins Wasser und sind mit einer Gleichstromquelle verbunden. An der negativen Elektrode bilden sich Wasserstoffblasen, an der positiven Sauerstoffblasen, und das Volumen des Wasserstoffs ist etwa doppelt so groß wie das des Sauerstoffs: das Verhältnis, in dem sich beide Gase zu Wasser verbinden. Das Verfahren wandelt elektrische Energie in chemische Energie um, die in den Gasen gespeichert ist. Wer den Wasserstoff verbrennt oder ihn in einer [Brennstoffzelle](/de/inventions/hydrogen-fuel-cell/) wieder mit Sauerstoff vereinigt, gewinnt einen Teil davon zurück. Die Industrie erzeugt Wasserstoff und Sauerstoff in Elektrolyseuren, Stapeln von Zellen, in denen ein Separator die beiden Gase voneinander trennt. ## Wie es funktioniert Reines Wasser leitet Strom sehr schlecht. Man macht es leitfähig, indem man etwas Säure, Lauge oder Salz darin löst. In der Flüssigkeit tragen Ionen den Strom, geladene Teilchen, die zur Elektrode mit entgegengesetzter Ladung wandern. An der negativen Elektrode, der Kathode, verwandeln Elektronen aus dem Stromkreis Wasserstoffionen oder Wasser in Wasserstoffgas. An der positiven Elektrode, der Anode, wird Sauerstoff frei, und Elektronen kehren in den Stromkreis zurück. Beide Gase entstehen nur an der Oberfläche der Elektroden, nie in der Flüssigkeit dazwischen. ![Schnitt durch eine moderne alkalische Elektrolysezelle: zwei Metallelektroden stehen sich zu beiden Seiten eines porösen Separators in einer Flüssigkeit gegenüber, auf der einen Seite steigen Wasserstoffblasen, auf der anderen Sauerstoffblasen zu getrennten Auslässen auf](https://lastcodex.org/_astro/v2.E4_37RhP_Z2r68dx.webp) _In einer alkalischen Zelle lässt ein poröser Separator den Strom durch die Flüssigkeit, hält Wasserstoff und Sauerstoff aber getrennt._ Der Werkstoff der Elektroden spielt eine Rolle. Platin und Gold werden nicht angegriffen und geben beide Gase ab. Auch Graphit, die Mine eines Bleistifts, entwickelt an jeder Elektrode ein Gas, nutzt sich dabei aber langsam ab. In Nicholsons und Carlisles Wasserrohr lief ein Messingdraht dunkel an, wo Platin Gas abgab. Alkalische Industriezellen arbeiteten mit Elektroden aus Eisen, Stahl und Nickel; Nickel gehört zu den Metallen, die der Lauge am besten widerstehen. Ein gelöstes Chlorid wie Kochsalz liefert an der positiven Elektrode statt Sauerstoff Chlor, ein giftiges Gas. Industrielle Elektrolyseure gibt es in drei Hauptbauarten. Alkalische Zellen arbeiten mit einer Kalium- oder Natronlauge und einem porösen Separator. Protonenaustauschmembran-Zellen nutzen eine dünne feste Kunststoffschicht, die nur Wasserstoffionen durchlässt. Festoxidzellen verwenden eine Keramik, die Sauerstoffionen leitet, und laufen bei sehr hohen Temperaturen, bei denen Wärme aus einer anderen Quelle einen Teil des Stroms ersetzen kann. ## So geht's ![Zwei an beiden Enden gespitzte Bleistifte stecken in einer Pappe über einem Wasserglas, die unteren Spitzen im Wasser, die oberen an einer 9-Volt-Batterie festgeklemmt, an beiden Minen steigen feine Bläschen auf](https://lastcodex.org/_astro/v1.D25oUcAP_1nLWzr.webp) _Zwei Bleistiftminen und eine 9-Volt-Batterie genügen, um Wasser zu zerlegen; an der negativen Mine perlt es stärker._ Man braucht zwei Holzbleistifte, einen Spitzer, ein Stück feste Pappe, zwei Kabel mit Krokodilklemmen, eine 9-Volt-Batterie, ein Glas Wasser und etwas Bittersalz (Magnesiumsulfat). Bittersalz nehmen, kein Kochsalz, das Chlor freisetzen würde. Beide Bleistifte an beiden Enden anspitzen, bis die Mine freiliegt. Das Bittersalz im Wasser lösen. Die Bleistifte durch die Pappe stecken und die Pappe auf das Glas legen, sodass die unteren Spitzen ins Wasser tauchen, ohne sich zu berühren. Jeden Batteriepol mit einem Kabel an die obere Spitze eines Bleistifts klemmen. Feine Bläschen steigen an beiden Minen auf, mehr an dem Bleistift am Minuspol: Das ist der Wasserstoff. Werden die beiden Klemmen an der Batterie vertauscht, wandert der dichtere Blasenstrom zum anderen Bleistift. Einige Minuten beobachten, dann die Batterie abklemmen. Die Bleistiftspitzen nutzen sich dabei langsam ab. > **Sicherheit.** Mit Luft gemischt explodiert Wasserstoff, wenn er entzündet wird, und brennt mit fast unsichtbarer Flamme. Flammen und Funken vom Glas fernhalten und die Bläschen frei entweichen lassen: das Gas nie in einem Röhrchen oder einem geschlossenen Gefäß auffangen. ## Geschichte und Entwicklung ![Eine große Reibungselektrisiermaschine des späten 18. Jahrhunderts: eine Glasscheibe, mit einer Kurbel zwischen Lederkissen gedreht, ein Messingkonduktor auf Glasfüßen und daneben eine Batterie Leidener Flaschen in einem Holzkasten](https://lastcodex.org/_astro/v3.vh4wKIcS_Z7mJHM.webp) _Die Zersetzung von Wasser im Jahr 1789 nutzte die Funken einer Reibungsmaschine, die Leidener Flaschen lud._ 1789 berichteten zwei niederländische Chemiker, der Amsterdamer Kaufmann Adriaan Paets van Troostwijk und der Arzt Jan Rudolph Deiman, im Journal de physique, sie hätten Wasser mit elektrischen Entladungen in „brennbare Luft“ und „Lebensluft“ verwandelt, also in Wasserstoff und Sauerstoff. Sie schickten die Entladungen einer großen Reibungselektrisiermaschine, gesammelt in [Leidener Flaschen](/de/inventions/capacitor/), durch Wasser. Der Instrumentenbauer John Cuthbertson baute ihre Apparatur. Die Gasmengen waren winzig, und der Historiker E. L. Scott merkt an, dass sie nicht schlüssig zeigen konnten, welche Gase sie erhalten hatten. Zusammen mit Cuthbertson wiederholte der englische Arzt George Pearson die Versuche in den 1790er-Jahren und lieferte einen überzeugenderen Nachweis. In Haarlem entwarf Martinus van Marum 1791 ein Gerät, das im Teylers Museum den umgekehrten Vorgang zeigte: Wasserstoff und Sauerstoff, in einem Glaskolben durch elektrische Funken entzündet, bildeten Wasser, und die Gase verbanden sich im Verhältnis zwei zu eins. Die [Batterie](/de/inventions/battery/) veränderte den Maßstab des Versuchs. Alessandro Volta beschrieb seine Säule 1800, und wenige Wochen später schlossen William Nicholson und Anthony Carlisle eine Säule aus 36 Paaren von Halbkronen und Zinkscheiben, getrennt durch Pappe, an zwei Messingdrähte in einem Rohr mit Wasser an. An einem Draht perlte Wasserstoff, der andere lief dunkel an. Mit Platindrähten erhielten sie beide Gase. 1902 arbeiteten bereits mehr als 400 industrielle Wasserelektrolyseure. Einige gewannen Wasserstoff durch Elektrolyse von Natronlauge zwischen Eisenelektroden. Die alkalische Zelle ist bis heute der klassische Elektrolyseur. Membran- und Hochtemperatur-Keramikzellen kamen später hinzu, und Elektrolyseure reichen heute von Geräten in Haushaltsgerätegröße bis zu Anlagen, die direkt an ein Kraftwerk angeschlossen sind. ## Wissenswertes - Zersetzung durch elektrische Entladungen: 1789, Paets van Troostwijk und Deiman, mit einer Reibungselektrisiermaschine und Leidener Flaschen - Zersetzung mit stetigem Strom: 1800, Nicholson und Carlisle, mit einer Säule aus 36 Paaren von Halbkronen und Zinkscheiben - Gasvolumen: Etwa doppelt so viel Wasserstoff wie Sauerstoff ## Erfordert - [Kondensator](https://lastcodex.org/de/inventions/capacitor/): Elektrische Ladung zwischen zwei Belägen speichern (1745) - [Glas](https://lastcodex.org/de/inventions/glass/): Geschmolzener, durchsichtiger Sand (um 2.500 v. Chr.) - [Eisendraht von Hand ziehen](https://lastcodex.org/de/inventions/wire-drawing/): Zieheisen und Zange formen weiche Eisenstäbe zu Draht (um 1100) ## Führt zu - [Wasserstoff-Brennstoffzelle](https://lastcodex.org/de/inventions/hydrogen-fuel-cell/): Strom aus Wasserstoff und Sauerstoff (1838) ## Quellen - [A. Paets van Troostwijk and J. R. Deiman, Lettre à M. de la Métherie sur une manière de décomposer l'eau en air inflammable et en air vital, Observations sur la physique 35, part 2 (November 1789), 369–378](https://archive.org/details/observationsetm35pari), Journal de physique, scanned by the Internet Archive - [Troostwijk, Adriaan Paets van](https://www.encyclopedia.com/science/dictionaries-thesauruses-pictures-and-press-releases/troostwijk-adriaan-paets-van), Complete Dictionary of Scientific Biography, via Encyclopedia.com - [Pearson, George (entry by E. L. Scott)](https://www.encyclopedia.com/science/dictionaries-thesauruses-pictures-and-press-releases/pearson-george), Complete Dictionary of Scientific Biography, via Encyclopedia.com - [G. Pearson, Experiments and observations, made with the view of ascertaining the nature of the gaz produced by passing electric discharges through water, Philosophical Transactions of the Royal Society 87 (1797), pp. 142–158](https://doi.org/10.1098/rstl.1797.0008), Royal Society - [Verbrandingstoestel voor waterstof, 1790–1791 (FK 0219)](https://teylersmuseum.nl/nl/ontdek/topstukken/instrumenten/fk-0219/verbrandingstoestel-voor-waterstof), Teylers Museum, Haarlem - [J. W. van Spronsen, Historie van de scheikunde in Europese musea (1973), pp. 36–37: Van Marum's combustion apparatus for hydrogen and oxygen, 1791, spark between platinum electrodes, half a volume of oxygen](https://chg.kncv.nl/l/library/download/urn:uuid:de11d126-538d-4fd3-a5d7-4b434e595d5f/spronsen-chem%2Bhist%2Bgroep,%2Bhistorie%2Bvan%2Bde%2Bscheikunde%2Bin%2Beuropese%2Bmusea%2B(1973)%2Bkopie.pdf?ext=.pdf&format=save_to_disk), Rijksmuseum voor de Geschiedenis der Natuurwetenschappen, Leiden (Mededeling 141), via KNCV Werkgroep Historie - [Grote elektriseermachine met Leidse flessen (FK 0508)](https://teylersmuseum.nl/nl/ontdek/topstukken/instrumenten/fk-0508/grote-elektriseermachine-met-leidse-flessen), Teylers Museum, Haarlem - [W. Nicholson, Account of the new Electrical or Galvanic Apparatus of Sig. Alex. Volta, and Experiments performed with the same, Journal of Natural Philosophy, Chemistry and the Arts 4 (July 1800)](http://knowledge.electrochem.org/estir/hist/hist-38-Nicholson-dl.pdf), Electrochemical Society, ESTIR Historic Publications in Electrochemistry - [Electrolysis (1911 Encyclopædia Britannica)](https://en.wikisource.org/wiki/1911_Encyclop%C3%A6dia_Britannica/Electrolysis), Encyclopædia Britannica, 11th edition, transcribed on Wikisource - [Hydrogen (1911 Encyclopædia Britannica)](https://en.wikisource.org/wiki/1911_Encyclop%C3%A6dia_Britannica/Hydrogen), Encyclopædia Britannica, 11th edition, transcribed on Wikisource - [Hydrogen Production: Electrolysis](https://www.energy.gov/cmei/fuels/hydrogen-production-electrolysis), U.S. Department of Energy, Hydrogen and Fuel Cell Technologies Office - [Safe Use of Hydrogen](https://www.energy.gov/cmei/fuels/safe-use-hydrogen), U.S. Department of Energy, Hydrogen and Fuel Cell Technologies Office - [Electrolysis](https://www.britannica.com/science/electrolysis), Encyclopaedia Britannica - [Nicholson und Carlisle: Wasserzersetzung mit der Voltasäule (pile of 36 pairs of half-crowns, zinc and pasteboard; brass and platinum wires)](https://www.uni-ulm.de/fileadmin/website_uni_ulm/nawi.inst.251/Didactics/Geschichte_der_Elektrochemie/modern/nichol3.html), Universität Ulm, Didaktik der Chemie, Geschichte der Elektrochemie - [D. M. F. Santos, C. A. C. Sequeira and J. L. Figueiredo, Hydrogen production by alkaline water electrolysis, Química Nova 36 (2013), pp. 1176–1193](https://www.scielo.br/j/qn/a/KyQvF9DMHK6ZJXyL5zQNy7N/?lang=en), Sociedade Brasileira de Química, via SciELO - [M. Carmo, Alkaline water electrolysis: a quick history of water electrolyzers (Liquid Alkaline Workshop, January 2022)](https://www.energy.gov/sites/default/files/2022-02/2-Intro-Liquid%20Alkaline%20Workshop.pdf), U.S. Department of Energy, Hydrogen and Fuel Cell Technologies Office (presentation by Nel Hydrogen) - [Electrolysis of Water (demonstration with a 9-volt battery and Epsom salt; pencil variant)](https://highschoolenergy.acs.org/how-do-we-use-energy/electrolysis-of-water.html), American Chemical Society, Energy Foundations for High School Chemistry - [Pencil Electrolysis (enrichment activity: 9-volt battery, pencils sharpened at both ends, Epsom salt solution)](https://www.acs.org/content/dam/acsorg/education/outreach/kidszone/pencil-electrolysis.pdf), American Chemical Society, Kids Zone outreach - [Microscale chemistry experiments, Part 1, Experiment 3: electrolysis of Na2SO4 solution with carbon electrodes](https://microscale-exp.csj.jp/MCEexperiments_eng.html), The Chemical Society of Japan Fakten geprüft am 2026-10-22. --- The Last Codex · https://lastcodex.org/de/inventions/water-electrolysis/ · © The Last Codex. Texte, Tafeln und Figuren: CC BY-NC-ND 4.0.