Geloof het of niet, maar in de energietransitie zal waterstof wellicht ook een rol spelen. Denk maar aan de industrie of aan het transport, dat ook moet diversifiëren. De elektrische auto op batterijen wordt niet de enige oplossing voor de toekomst. Ongetwijfeld wordt het een combinatie van oplossingen.
Waterstoftechnologie wordt al lang bestudeerd. En ook al moet waterstof nog verbeteren in efficiëntie of productie (om ervoor te zorgen dat waterstof vooral groen is), er wordt dagelijks vooruitgang geboekt. België zou zelfs een belangrijke rol kunnen spelen, zoals blijkt uit de ontdekking van onderzoekers aan de UCLouvain. Zij hebben een stof ontwikkeld die het gebruik van H2 gemakkelijker en efficiënter kan maken.
Nieuwe stof
Een team van scheikundigen heeft een nieuwe stof ontwikkeld die bijzonder goed in staat is om waterstof op te slaan, veel beter dan andere technieken die momenteel gebruikt worden. De onderzoekers hebben een stof ontworpen die waterstof kan opslaan: het gaat om een wit poeder, magnesiumborohydride, dat twee keer zo veel waterstofmoleculen kan opslaan als vloeibare waterstof en twee keer zo veel als gecomprimeerde waterstof.
Advertentie – lees hieronder verder
Dit is een revolutionaire ontdekking, omdat het momenteel niet mogelijk is om energie in fysieke vorm op te slaan. Het moet worden omgezet in chemische verbindingen. Waterstof is geen energie op zich, maar een energiedrager. De grote uitdaging is om het te stockeren, zodat het gebruikt kan worden op het moment dat het nodig is (om elektriciteit te produceren, bijvoorbeeld).
Ter herinnering: dit is precies wat er gebeurt in een auto met brandstofcel. De waterstof vormt de energiereserve en wordt wanneer nodig vrijgegeven door omzetting in elektriciteit (via elektrolyse) om een batterij van energie te voorzien, die op zijn beurt de wielen aandrijft. Het ecologische voordeel van deze techniek is duidelijk: de gebruikte waterstof stoot geen CO2 uit, terwijl het per kilo ook drie keer meer energie levert dan benzine.
Volumineus
Het probleem met waterstof is zijn volume. Om in een redelijk volume te passen, moet je het samenpersen of vloeibaar maken. Deze beperkingen vereisen dure hogedruktanks voor gecomprimeerde waterstof, of veel energie, aangezien de vloeibare toestand verkregen wordt bij -253°C (absoluut nulpunt Kelvin). Niet bepaald comfortabel of praktisch.
De oplossing is dus om waterstof op een andere manier op te slaan. En dat is precies wat het team van UCLouvain bereikt heeft door een chemische verbinding te maken die waterstof absorbeert en erop reageert en daarna vrijgeeft wanneer dat nodig is door de temperatuur of de druk te wijzigen. Eerlijk gezegd is dit geen nieuwe oplossing. Enkele maanden geleden slaagden Australische onderzoekers er ook al in om waterstof in poedervorm op te slaan.
Gesynthetiseerd
Terug naar onze chemielessen aan de universiteit: deze nieuwe stof werd gesynthetiseerd. Ze bestaat dus niet in deze vorm in de natuur. Dit poeder is in meerdere opzichten voordelig, omdat het een grotere opslagdichtheid van waterstof mogelijk maakt: twee keer zo veel als vloeibare waterstof en drie keer zo veel als waterstof in samengeperste vorm, namelijk 144 g/l tegenover respectievelijk 70 g/l en 40 g/l.
Is de formule van het poeder geheim? Grotendeels, maar we weten wel dat het bestaat uit drie elementen: magnesium en boor, waaraan vier waterstofatomen gebonden zijn. Op microscopisch niveau is het poeder poreus en in deze ‘openingen’ is het mogelijk om waterstofmoleculen op te slaan of te binden. Een beetje zoals water in een spons. Wat is er zo bijzonder aan deze Belgische ontdekking? Het oppervlak van de poriën, de hydriden, vangt de waterstof op met een nooit eerder geziene dichtheid. Dit komt doordat de waterstofmoleculen, die gewoonlijk bolvormig zijn, van vorm veranderen en dus veel gemakkelijker opgeslagen kunnen worden. Deze vormverandering, die alleen voorkomt in extreme situaties, verraste de onderzoekers. Er komt dus heel wat geluk kijken bij het resultaat dat de onderzoekers van de UCLouvain bereikt hebben.
In onze auto’s?
Elke wetenschappelijke vooruitgang vergt wat tijd. Er is meer onderzoek nodig op dit gebied. Toch heeft het onderzoeksteam aangegeven dat dit zeer flexibele proces bijzonder geschikt is voor auto’s, maar ook voor alle andere mobiliteitsvormen met waterstof (vrachtwagens, treinen, boten enzovoort). Concreet nodigt het team fabrikanten uit om poreuze stoffen te bestuderen gemaakt van hydrideoppervlakken en om opslagtanks te ontwerpen. Natuurlijk moeten er nog enkele ‘details’ verholpen worden. Zoals het feit dat deze stof degradeert wanneer ze in contact komt met vocht in de lucht. Dat is het volgende doel van de onderzoekers van UCLouvain: het hydrideblok hergebruiken en de andere delen aanpassen om een bruikbare opslagtank te maken. Een interessante uitdaging!
Op zoek naar een auto? Zoek, vind en koop het beste model op Gocar.be
