Waterstof wordt al jaren geprezen als de missing link in de overgang naar schone energie, maar het is enkel een waardig alternatief voor voertuigaandrijvingen als er aan een paar belangrijke voorwaarden is voldaan (terwijl er ook zijn die het gewoon afserveren als nutteloos voor wegtransport). Zo moet niet alleen de opgewekte elektriciteit groen zijn, alleen uitgezuiverd water voldoet als grondstof.
Zonder extreme zuivering
Beide voorwaarden maken het kostenplaatje duur. Maar enkele Chinese onderzoekers hebben alvast een nieuwe doorbraak gerealiseerd bij het nemen van de waterhorde. Hun oplossing gepubliceerd in het magazine Nature Sciene, maakt een gerede kans om waterstofproductie een stuk realistischer en vooral betaalbaarder te maken.
Op de Tianjin University, in samenwerking met andere Chinese instituten, zijn wetenschappers er n geslaagd om zogeheten PEM-elektrolyzers – de meest efficiënte techniek om waterstof te maken – te laten werken op gewoon kraanwater. Daarvoor was totnogtoe extreem zuiver water onmisbaar, wat grootschalige toepassing omslachtig maakte.
Advertentie – lees hieronder verder
De studie schetst hoe de onderzoekers met een relatief eenvoudige ingreep de heikele waterzuiveringsstap grotendeels overslaan. In plaats van te investeren in kostelijke voorzuivering, voegden ze zogeheten molybdeenoxide toe aan de kathode van de elektrolyser, alias het toestel dat het water opsplitst in waterstof en zuurstof. Dat creëert een zure micro-omgeving die voorkomt dat verontreinigingen het membraan aantasten. Het resultaat: stabiele waterstofproductie, zelfs met leidingwater vol calcium, magnesium en andere ionen die normaal funest zijn.
De testresultaten spreken voor zich. Meer dan 3.000 uur liet het team de aangepaste elektrolyser draaien met gewoon kraanwater en dat zonder merkbare prestatieverliezen of slijtage van het membraan. Volgens de onderzoekers kan dit de levensduur verlengen, het onderhoud vereenvoudigen en dus vooral de kosten van groene waterstof flink omlaag duwen.
Ook in België
De doorbraak komt niet uit het niets: onderzoekers over de hele wereld werken koortsachtig aan manieren om waterstofproductie eenvoudiger te maken. Solhyd, een spin-off van de KU Leuven, ontwikkelt panelen die zonlicht rechtstreeks omzetten in waterstofgas. Hun technologie gebruikt een speciaal zonnepaneel dat waterdamp uit de lucht haalt en splitst met zonlicht, zonder elektriciteitsnet of elektrolyser.
Ook de Spaanse wetenschapper José Antonio González Ibáñez knutselde al een prototype in elkaar waarmee waterstof op kleine schaal ter plekke geproduceerd kan worden. Zelfs zonder dure elektrolyse en gewoon met kraanwater, ferrosilicium en natriumhydroxide. Maar deze systemen zijn eerder bedoeld voor woonsten en bevinden zich nog in een experimenteel stadium.
Toch blijven alternatieve productiemethoden hard nodig om waterstof voor mobiliteitsdoeleinden een kans te geven, want de realiteit is dat 95 procent van de huidige productie wereldwijd nog altijd uit aardgas komt. Deze manier van werken is allesbehalve schoon en stoot enorme hoeveelheden CO₂ uit. Als de noodzaak voor extreem zuiver water wegvalt, is een stukje van de puzzel alvast gelegd. Maar er wordt ook gekeken naar witte waterstof, die vrij in de natuur voorkomt en waarvan onlangs nog bijkomende velden in Frankrijk zijn ontdekt.
Ondanks de hoopgevende laboresultaten blijven experts voorzichtig. Het principe van elektrolyse is niet nieuw, maar de praktijk blijft weerbarstig. Het Chinese team benadrukt dat industriële validatie cruciaal is: kan deze techniek ook stabiel draaien in de praktijk, met wisselende waterkwaliteit en onregelmatige input van wind- of zonne-energie? Zo ja, dan is een doorbraak dichterbij en mogen automerken als Hyundai, Toyota, BMW en Honda, die vandaag nog waterstofauto’s bouwen, hopen op meer succes. Want voorlopig is de markt voor brandstofcelauto’s een lachertje: 12,866 stuks in 2024, een daling zelfs van meer dan 20% vergeleken met het jaar voordien.
Op zoek naar een auto? Zoek, vind en koop het beste model op Gocar.be
