Onderzoekers van het Amerikaanse National Renewable Energy Laboratory (NREL) hebben een veelbelovende methode ontwikkeld om groene waterstof efficiënter te produceren dan ooit tevoren. De bestaande technologie voor elektrolyzers blijft namelijk in de praktijk nog steeds zeer energievretend, wat de grootschalige inzet ervan afremt.
Toyota Mirai op waterstof
Foto: Bexim, CC BY-SA 4.0
Waterstof wordt tegenwoordig gezien als een sleuteltechnologie die kan bijdragen aan het verminderen van broeikasgasuitstoot. Niet alleen voor mobiliteit — denk aan waterstofauto’s zoals de Toyota Mirai die je steeds vaker ziet bij laadpunten van Fastned — maar ook voor de industrie en zelfs het verwarmen van woningen in steden als Rotterdam en Groningen. Toch is de productie van waterstof via elektrolyse momenteel nog weinig efficiënt én prijzig. De nieuwe aanpak van NREL zou hier volgens de eerste resultaten weleens écht verandering in kunnen brengen.
Waarom deze nieuwe methode zoveel efficiënter is
Traditionele elektrolyse splitst watermoleculen in waterstof en zuurstof door middel van elektriciteit, bij voorkeur opgewekt uit hernieuwbare bronnen als Noordzee-windparken of zonnepanelen op het dak. Dat klinkt simpel, maar in werkelijkheid gaat er nog veel energie verloren. Zelfs de nieuwste elektrolyzers die momenteel in bijvoorbeeld de haven van Amsterdam getest worden, halen nog niet het maximale rendement.
De Amerikaanse wetenschappers hebben nu een alternatief onderzocht: solar thermochemische waterstofproductie. Hierbij wordt een twee-staps chemisch proces ingezet. In de eerste stap worden metaaloxiden blootgesteld aan extreem hoge temperaturen — boven de 1.400 °C, vergelijkbaar met de hitte in een glasoven. In een tweede, koelere fase reageren deze oxiden met stoom, waarbij zuivere waterstof vrijkomt.
- Energieverbruik ligt veel lager dan bij klassieke elektrolyse
- Minder dure elektriciteit nodig: zonnewarmte levert het grootste deel van de energie
- Bruikbaar voor groene waterstof, mits zonne-energie wordt gebruikt
Het resultaat? U zou straks in Nederland binnen enkele jaren waterstof op het tankstation kunnen kopen die écht betaalbaar én duurzaam geproduceerd is.
Een blik op het materiaal: perovskieten schieten te hulp
Natuurlijk zijn er nog uitdagingen. Het succes van deze technologie hangt sterk af van de gebruikte materialen. De onderzoekers zien veel potentie in perovskiet-materialen — een soort keramiek dat bekend staat om zijn hittebestendigheid en wordt onderzocht aan universiteiten in Delft en Eindhoven.
Perovskieten moeten de intense hitte van het proces herhaaldelijk aankunnen, zonder aan kwaliteit te verliezen. Het komende jaar staan er grootschalige praktijktests op de planning, onder andere op innovatieve energielocaties als de Energy Campus Leeuwarden.
Waarom dit nieuws belangrijk is voor Nederland
Wij staan in Nederland voor een flinke taak op het gebied van energietransitie, zeker met de sluiting van Groningse gasvelden. Waterstof kan op termijn een sleutelrol spelen — voor industrie, transport én huishoudens.
Door de productiekosten te verlagen, maken deze nieuwe technieken waterstof bereikbaar voor iedereen. Houd deze ontwikkelingen dus zeker in de gaten: de komende jaren zouden onze tankstations, fabrieken en zelfs stadsverwarming zomaar kunnen profiteren van deze Amerikaanse doorbraak.
