Bedrijven

Grote stappen in ontwikkeling waterstofgasproductie

01 november 2019 14:36

De waterstofinstallatie waar Stedin een proef mee doet in Rotterdam Rozenburg. Beeld © DNV GL

Wetenschappers hebben de afgelopen tijd verschillende grote stappen gemaakt in de ontwikkeling van waterstoftechnologie. Er is een methode ontwikkeld om waterstof te produceren die veel efficiënter lijkt dan de huidige technologie, en een andere methode zorgt ervoor dat het maakproces veel goedkoper kan worden.

Waterstof is geschikt als brandstof voor auto's en fabrieken, maar ook onze huizen kunnen ermee verwarmd worden. Bijkomend groot voordeel: waterstof kan gewoon via ons huidige gasnet worden vervoerd. 

Al jaren wordt er gewacht op de grote doorbraak van waterstof uit hernieuwbare energie, ook wel groene waterstof genoemd. Waterstofgas kan uit water worden gewonnen door elektriciteit er doorheen te leiden. Als de elektriciteit daarvoor uit wind- of zonne-energie wordt gehaald, komt er bij de productie geen CO2 vrij en is het 'groene' waterstof. 

Dat proces heet elektrolyse, wat je misschien nog kent uit scheikundelessen op de middelbare school. Daarbij worden twee elektrodes in een bak water geplaatst, waarbij bij de ene waterstof vrijkomt, bij de andere zuurstof. 

Potentie is er

Maar daarbij gaat altijd energie verloren. Israëlische onderzoekers hebben nu een manier gevonden om veel minder energie te verbruiken voor de elektrolyse. Dat zorgt ervoor dat ze naar bijna 98 procent efficiëntie gaan, vertelt Jan Jaap Aué, lector waterstof bij de Hanzehogeschool Groningen.

"Het is belangrijk om te realiseren dat de ontwikkeling nog in de kinderschoenen staat", vertelt Aué. "Het is een belangrijke vinding, maar het zal nog lang duren om dat naar de markt te kunnen brengen. De potentie is er."

Processen scheiden

De Israëlische wetenschappers kunnen de efficiëntie van het proces verhogen door de twee onderdelen van elkaar te scheiden. "Ze hebben het produceren van waterstof losgekoppeld van het produceren van zuurstof. Daardoor gebruiken ze minder energie en is het proces beter beheersbaar."

En dat is belangrijk. "Als je kijkt naar de kosten voor het maken van groene waterstof zitten ongeveer de helft van de kosten in het elektrolyseproces zelf, maar de andere helft in het maken van apparatuur om het te faciliteren", legt Aué uit. "Op deze manier kan je de apparatuur veel goedkoper maken, en het onderhoud ook."

Earl Goetheer, expert op het gebied van duurzame energie bij TNO en TU Delft, is nog niet zo enthousiast over de Israelische technologie. "Het is een efficiënt proces, maar niet direct productief. Dat is het probleem met hun aanpak: het is academisch interessant, maar leidt niet tot een hogere productiviteit." 

Stroom in pulsen

Een internationaal team van onderzoekers uit het VK, Portugal, Duitsland en Hongarije zocht ook naar een efficiëntere manier om waterstof te produceren. Zij sturen de stroom in verschillende pulsen door het water, waardoor er per milivolt elektriciteit meer waterstof vrijkomt in het proces.

Aué werkt aan vergelijkbaar onderzoek. "Als je de stroom slim aanstuurt, kan je de productie vergroten. Dat is een hele praktische manier om de productie omhoog te krijgen", zegt hij.

Goetheer ziet meer toekomst in deze methode. "Dit is interessanter, omdat het beter toepasbaar is. Het moet doorontwikkeld worden, maar er zit wel meer potentie in. Dit proces heeft namelijk een hogere productiviteit en is beter te optimaliseren." 

Dat is namelijk wat er nodig is in de waterstofontwikkeling: optimalisatie. "Er zijn systemen die een hoge productiviteit hebben, maar ook heel erg duur zijn om te maken. En er zijn systemen die je maakt met weinig kosten, maar die ook een lage productiviteit hebben. Daar moeten we een middenweg in zien te vinden." 

Nog tien jaar

Aué maakt wel een voorbehoud, als het gaat om de nieuw onderzochte methoden. "Er moet nog wat water door de Rijn. Voor je grootschalige toepassingen hebt, zijn we nog wel tien jaar bezig. Maar als je vandaag niet begint, ben je over tien jaar niet klaar. Het is belangrijk om nu kleine fabriekjes te bouwen en grote toepassingen verder te onderzoeken."

Volgens Aué wordt de waterstofeconomie al jaren aangekondigd, en blijft de grote revolutie al jaren uit. "Maar we komen wel dichterbij. Richting 2050 - en dat is echt al dichtbij - moeten we echt andere oplossingen hebben. En duurzame energie is spectaculair goedkoper geworden in de afgelopen jaren."

Oude techniek afgestoft

"Elektrolyse is eigenlijk een hele oude techniek", vertelt Aué. "Voor de oorlog gebruikten we het ook al. Omdat het zo oud is, is er jaren geen nieuw onderzoek naar gedaan. Het is nu opnieuw in de belangstelling gekomen en met de kennis van nu kunnen we veel meer. Als we duurzame stroom willen bewaren kan dit heel belangrijk worden, dus oud onderzoek wordt afgestoft."

De lector waterstof denk niet dat de complete maatschappij over zal stappen op waterstof, maar wel dat groene waterstof kan worden gebruikt voor zware industrie, het verwarmen van huizen en het aandrijven van voertuigen. "Bedrijven die hiermee experimenteren doen dat niet voor de lol. Ze zien allemaal de potentie - het is nu nog de vraag of die verwachtingen uitkomen."

Bron • RTL Z