Planten ingezet voor waterstofproductie

Onderzoekers van verschillende universiteiten hebben fotosynthese-chemicaliën ingezet die in planten voorkomen om waterstof te produceren. De katalysator zou schone energie mogelijk kunnen maken.

De wetenschappers van een drietal onderzoeksinstituten, te weten de Amerikaanse universiteit Princeton, de Australische Monash-universiteit en het Csiro hebben de kunst afgekeken van planten om water te splitsen. In een systeem dat zonlicht als katalysator gebruikt en een zeer geringe spanning voor de elektrolyse van water nodig heeft, hebben zij onder experimentele omstandigheden waterstof en zuurstof geproduceerd. De onderzoekers van de Monash-universiteit gebruikten een speciale anode waaraan de plantaardige chemicaliën gebonden werden. In planten zorgt een mangaanoxide-complex voor de oxidatie van water, waarbij zuurstof en waterstofionen gevormd worden.

Het mangaanoxide-complex zou ook in de experimenten van de onderzoekers als katalysator dienen voor het met behulp van licht omzetten van water in waterstof en zuurstof. Een met Nafion beklede anode werd met het materiaal gecoat, zodat zowel zonlicht als water de complexen konden bereiken. Nafion wordt in brandstofcellen veelvuldig gebruikt als elektrolyt-membraan. Een spanning van 1,2 volt, nodig voor elektronentransport, werd over de elektroden van de waterstof-producerende opstelling gelegd. In het lab produceerde de testopstelling gedurende drie dagen nog steeds waterstof. De wetenschappers geven wel aan dat het systeem verbeterd dient te worden voordat het op grote schaal ingezet kan worden. Als het team daarin slaagt, zou een commercieel aantrekkelijke methode om met behulp van licht waterstof te produceren in het verschiet liggen.

Reacties (76)

[Pb Pomper]

Dit is niet nieuw toch? Er zijn al jaren plannen voor de productie van waterstof met algen:
http://www.audax.nl:8080/...ART_algen%2005%5B2%5D.pdf

[pm1]

Buzzfuzz, maandag 18 augustus 2008 20:50

Tussen een alternator (wisselstroomgenerator) en een dynamo (gelijkstroomgenerator) zit nogal een verschil.
Bovendien hoeft een alternator niet direct 380KV te zijn, het kan er ook een van 150KV zijn en met behulp van transformatoren omgezet worden naar 380KV.

Wat er nu gebeurt is dat een berg kolen een flinke stoomketel op gang brengen wat onder hoge druk een turbine in gaat die een generator aandrijft.

Maar als er waterstof gebruikt kan worden, zou er een hele grote motor gebruikt kunnen worden die direct de generator aandrijft.
En dit zou naast een heleboel ruimte ook een heleboel uitstoot in CO2 verminderen.

dat is waar, men gebruikt stoomturbines om een generator (op een toerental van 3000 rpm) aan te drijven

Als je echter waterstof gaat verbranden in een motor haal je een rendement van hooguit 50 %, gebruik je echter de waterstof om een brandstofcel aan te drijven haal je een rendement van ongveer 95 %, het enige nadeel dat er dan nog rest is dat je met gelijkspanning zit.
Maar de gelijkspanning kan gemakkelijk net zoals bij zonnepanelen teruggeleverd worden aan het net d.m.v. triacs.

Het kan dus weer perfect bij de gewone mensen thuis belanden, vroeger was het PV paneel-> inverter ->230 net. Nu wordt het waterstof zonnepaneel -> brandstofcel -> inverter-> 230 net


en dat over het transforemeren van 150 KV naar 380 KV is perfect waar maar hou er rekening mee dat de vermogenbalans hetzelfde moet zijn, als je 100 watt aan de 380 KV zijde haalt moet de 150 KV zijde dat zelfde vermogen leveren.

[Serendipity]

Het lijkt mij dat dit niet heel veel energie opwekt, zoals het artikel zelf ook al zegt:

De wetenschappers geven wel aan dat het systeem verbeterd dient te worden voordat het op grote schaal ingezet kan worden.

Grote schaal betekend dan ook grote schaal, want zoals je zelf al gemerkt hebt krijg je geen schok als je een plantje vastpakt...

Aan de andere kant is het een zeer goed concept, aangezien we hebben gezien dat het werkt in de natuur, dus waarom kunnen wij het ook niet gebruiken?

[Toontje_78]

Als ik het goed heb opgezocht in de redoxtabel is de potentiaal van waterelektrolyse 2,4 volt.

Een halvering van het voltage nodig voor de electrolyse houd dan dus in, dat het elektrische vermogen per kg geproduceerd watestof halveert. (P=UI)

De benodigde oppervlakte om zonlicht af te vangen blijft zoals bij alle toepassingen van zonlicht groot. Echter voor conversie van elektriciteit uit zonlicht in waterstofgas halveert het elektrisch benodigde vermogen. (Wat dan weer zonthermisch of PV opgewekt kan worden, gezien beide processen gekoppeld zijn aan dezelfde bron (licht))

Conclusie: dat zal dus de kosten om waterstof uit zonne-energie kunnen halveren. Nog een paar halveringen en het kan rendabel worden.

(edit) Waterstof blijft zoals altijd problematisch in opslag, vervoer en efficientie. Zo kan ook koolwaterstof (olie) gemaakt worden uit elektriciteit. linkje(/edit)

(edit verduidelijking)

[Reactie gewijzigd door Toontje_78 op 23 juli 2024 02:46]

[leoBO]

De benodigde potentiaal voor water splitsen is 1.23V.

Ik doe zelf onderzoek naar hetzelfde systeem als bovenstaand, maar dan niet met behulp van mangaancomplexen op de photoanode, maar met behulp van BiVO₄, een materiaal dat theoretisch 10% efficientie kan behalen, zonder er een ander materiaal aan toe te voegen (i.e. een tandemcell). IJzeroxide is een ander materiaal met een hoge potentie om efficient water te splitsen dmv zonlicht.

Het idee is overigens al heel oud, ergens in de jaren '70 begonnen Fujishima en Honda met titaandioxide te gebruiken hiervoor.

Verder is de efficientie van planten enorm laag, vandaar ook het grote oppervlak dat ze nodig hebben. De idee komt welliswaar van planten, maar wat ze er uiteindelijk mee te maken hebben....

[Reactie gewijzigd door leoBO op 23 juli 2024 02:46]

[TeXiCiTy]

Een halvering van het voltage nodig voor de electrolyse houd dan dus in, dat het elektrische vermogen per kg geproduceerd watestof halveert. (P=UI)

Bij gelijke weerstand zal een halve spanning een kwart van het vermogen geven. De stroomsterkte halveert immers ook. P=V^2/R

[Toontje_78]

Vermogen (Watt) is voltage maal stroom. De stroom blijft hier gelijk, doordat deze gegeven word door het aantal ionen wat combineert tot waterstof/zuurstof.

Omdat ik het op massabasis vergeleek, blijft het aantal ionen (dus de stroom) gelijk.

De vergelijking waar je op doelt is een andere, de afhankelijkheid van de stroom van zowel voltage als weerstand (die samen met P=UI de relatie P=U²/R geeft).

[Niemand_Anders]

Maar je krijgt toch ook geen schok van een magneet? Kolen centrales in Nederland verbanden kolen om daarmee een magneet in een spoel te laten ronddraaien. Op die manier wordt er uiteindelijk 380.000 volt opgewekt en over de hoogspanning masten gestuurd.

De dynamo van je auto werkt op dezelfde manier, alleen dan in het klein, maar wel voldoende om de accu niet leeg te laten raken (laadstroom is hoger of gelijk dan de verbruiksstroom).

Waterstof is waterstof en waterstof op zich bevat geen energie. Pas op het moment dat er zuurstof wordt toegevoegd ontstaat er een reactie welke energie opwekt. Deze energie kun je vervolgens gebruiken. Waterstof productie op basis van elektrolyse is mogelijk met elke spanning. Alleen zal een zullen planten meer tijd nodig hebben om dezelfde hoeveel waterstof te produceren als met de huidige technieken (stoom op zeer hoge temperatuur (> 1100 ^oC) ofwel bekend als HTE).

De eerste zonnepanelen hadden ook vrijwel geen vermogen.

[Anoniem: 58690]

Tussen een alternator (wisselstroomgenerator) en een dynamo (gelijkstroomgenerator) zit nogal een verschil.
Bovendien hoeft een alternator niet direct 380KV te zijn, het kan er ook een van 150KV zijn en met behulp van transformatoren omgezet worden naar 380KV.

Wat er nu gebeurt is dat een berg kolen een flinke stoomketel op gang brengen wat onder hoge druk een turbine in gaat die een generator aandrijft.

Maar als er waterstof gebruikt kan worden, zou er een hele grote motor gebruikt kunnen worden die direct de generator aandrijft.
En dit zou naast een heleboel ruimte ook een heleboel uitstoot in CO2 verminderen.

[High-Voltage2]

Waterstof is waterstof en waterstof op zich bevat geen energie.

Nou, als waterstof geen energie bevat kan je net zo goed alle waterstof gerelateerde projecten meteen in de vuilbak smijten. Waterstof bevat wel degelijk energie, alleen moet je die energie nog vrijmaken om te kunnen gebruiken. Dat vrijmaken doe je, zoals jij zegt, door er zuurstof aan toe te voegen (en de nodige start energie).

[OddesE]

Waterstof is energie. Net als alle andere massa.

[morten]

Zoals jij het stelt staat waterstof gelijk aan energie. Naar mijn weten is deze stelling onjuist. Waterstof is goed bruikbaar als energie drager. Waterstofbatterijen zijn relatief efficient, waardoor onderzoek op dit gebied interessant is.

Maar zolang er geen energie gestopt wordt in deze energiedrager zal ook de output 0,0 zijn, derhalve is waterstof in mijn boekje geen energie.

Maar ik kan ernaast zitten, heb geen graad in scheikunde en heb er alleen het nodige over gelezen.

[Pjerry]

Ieder molecuul heeft energie! Maar we onderscheiden wel heel veel soorten energieën. Hetgeen waar het in dit soort reacties gaat is de bindingsenergie die je in een molecuul kunt vinden

Waar het om gaat dat is als er een reactie plaats vindt wat er met de energie balans gebeurd.
Heel populair gezegd kun je het als volgt zien:
Als twee stoffen met een energie inhoud van respectievelijk x en y reageert tot een stof met energie inhoud z, dan komt er energie vrij als x+y>z, of moet er energie ingestopt worden als x+y<z (afgezien van activeringsenergie om de reactie op gang te brengen). Nogmaals ik heb hier expliciet over bindingsenergieën, hetgeen wat anders is dan de energie die vrijkomt doordat een stof bijvoorbeeld afkoelt.

edit
In dit geval is er duidelijk spraken van een reactie waar energie in moet. Deze energie wordt volledig verzorgd door het zonlicht.
Dat er energie in moet is ook duidelijk uit het feit welke stoffen gevormd worden, nl. zuurstof (O₂) en waterstof (H₂) en ook nog eens in de verhouding 2:1. Precies het mengsel dat ook wel bekend (berucht) is als knalgas:
O₂+ 2H₂ -> 2H₂O.
Deze stoffen in deze verhouding zorgen voor een extreem exotherme reactie die m.n. bij de brandweer erg goed bekend is (als er nl. H₂ cylinders op een brandlokatie staan stoppen ze daar met blussen en maken zich uit de voeten).
Het H₂ kun je dus hier als een vorm van energieopslag zien en is om die reden zo van belang. Bij verbranding blijft er alleen water over, hetgeen we maar van bar weinig verbrandingsprocessen kunnen zeggen.

P.S. Ik heb wel een graad in de chemie.....

[Reactie gewijzigd door Pjerry op 23 juli 2024 02:46]

[miw]

Alleen vindt deze massa inaar energieomzetting (aka kernfusie) onder iets andere omstandigheden (temperatuur en druk) plaats

[Daimanta]

Correcter gezegd. Waterstof bevat energie maar scheid het niet af zonder de correcte impuls namelijk verbranding.

Waterstof is dus inert als ik het goed heb.

[Anoniem: 269884]

inert is als het niet kan oxideren, dat geld dus niet voor waterstof. de inerte gassen staan compleet rechts in het periodiek systeem, helium is de eerste geloof ik.

[shadowillusions]

het plantje wekt geen elektriciteit op hoor... het produceert dus waterstof wat gebruikt kan worden voor auto's, bussen, energie centrales..., ik kan me nog herrineren dat er een onuitputtelijke bron van waterstof diep in de oceaan ergens zat... weet de bron ff niet... Maar dat zou dit geheel overbodig maken, enkel kan ik me nog herinneren dat het moeilijk om op zo'n grote diepte waterstof te winnen...

[Zip McOccup]

Volgens mij doel jij op de (veronderstelde) grote hoeveelheid deuterium gebonden in zwaar water (D₂O) dat zich op grote diepten zou bevinden.

[OddesE]

ik kan me nog herrineren dat er een onuitputtelijke bron van waterstof diep in de oceaan ergens zat

Dat klinkt niet echt plausibel, omdat waterstof het lichtste en kleineste element is. Het gaat dus overal doorheen en stijgt op. De laatste plek waar ik het in natuurlijke vorm zou verwachten is op de bodem van de oceaan... Heb je een bron? Op zich wel interessant als het echt zo zou zijn.

[Anoniem: 236146]

Dat je geen schok krijgt duidt er alleen maar op dat er geen grote elektrische spanning nodig is (en dat er geen geleidend materiaal is natuurlijk); dat lijkt mij juist een pluspunt?

[flippertw]

Ik denk dat Serendipity1190 dit artikel interpreteert als energie opwekker terwijl het artikel een procedee bespreekt om op natuur achtige wijze waterstofgas aan water te ontrekken.

Of sla ik nu de plank volledig mis

[PrinsEdje80]

Nee, de plank is volledig geraakt. Het is inderdaad voor het vrijmaken van waterstofgas op commerciele schaal. De 1.2V is puur voor het electronen transport. Ben benieuwd of de planten er voor zorgen dat de mens er minder energie in hoeft te steken dan er uit komt met verbranding van het waterstof. (Tuurlijk kan er niet meer energie gewonnen worden dan er in gestopt wordt, maar de fotonen en de enzymen in de plant steken er ook energie in.)

[D-rez]

Het is volgens mij niet de bedoeling dat er prik gemaakt word, maar dat er waterstof vrij komt, welke weer vestookt kan worden om prik van te maken.

@sisko
soms gebruikt men het woord prik als synoniem voor elektriciteit, aan gezien het prikt (9V batterij tegen je tong).

[Reactie gewijzigd door D-rez op 23 juli 2024 02:46]

[Sisko]

Wie heeft het over prik? En voor zover ik weet is prik de benaming voor de koolzuur bubbels in drinken en dat is al helemaal niet waar we het over hebben hier

[Anoniem: 90138]

Prik is onder tweakers gangbaar jargon voor electriciteit of spanning.

[Remcoder]

Het gaat hier ook niet om de productie van elektrische energie, maar om de productie van waterstof.

[MarCreative]

En zo klinkt waterstof nóg interessanter. Ik vraag mij dan ook nog af waarom het nog niet word gebruikt. Er zal toch wel iets gevonden zijn inmiddels tegen het explosie gevaar. Waterstof is licht ontvlambaar, maar alleen in gesloten vorm. Dus dat is benzine toch ook?

[pennenlikker]

Omdat je voordat je 1 liter waterstof hebt ongeveer 95% van de energie die erin zit al verbruikt hebt aan stroom (elctrolyse) en vervoer van het spul, en het is nog veel duurder en gevaarlijker.
Het heeft op dit moment dus helemaal geen nut om erop te gaan rijden.
De vervuiling en verbranding van olie vind alleen ergens anders plaats, ipv in je auto.

En alle groene manieren om waterstof te maken zijn met zonne energie.
En zonne energie kunnen ze op dit moment gewoon nog niet goed benutten dankzij de hoge kostprijs en het lage rendement van de huidige panelen.

Maar ik geloof wel dat al die kleine ideeen en verbeteringen ooit tot een alternatief gaan leiden voor fossiele brandstoffen.
Moet ook wel het is in 2050 op dus dan moet we wel iets doen.

*edit ik noem hierbij het voorbeeld zonnepanelen omdat deze een veel hoger rendement hebben als plantjes, alleen plantjes zijn vrijwel gratis.

[Reactie gewijzigd door pennenlikker op 23 juli 2024 02:46]

[Countess]

En zonne energie kunnen ze op dit moment gewoon nog niet goed benutten dankzij de hoge kostprijs en het lage rendement van de huidige panelen.

bij deze methode worden geen (of iniedergeval weinig) normale zonnepanelen gebruikt.
hier word het zonlicht rechtstreeks gebruikt om de reactie te versneller.
hierdoor hoeft er maar weinig energie aan toegevoegd te worden door middle van elektriciteit (die makkelijk door zonne-energie or wind energie is op te wekken. of zelfs een klein deel van de waterstof zelf die je opwekt.

en waterstof maken kost bij normale processen MEER energie als erin zit, en niet 95%. het voordeel van waterstof, en de reden dat we het toch doen, is dat het bijna pure energie is die je kan vervoeren.
met deze methode word het grootste deel van die energie dus geleverd door zonne energie.

edit : had reactie op pennenlikker moeten zijn
edit 2 : ok thx mod

[Reactie gewijzigd door Countess op 23 juli 2024 02:46]

[Pjerry]

*Kuch* Kuch*, wat ik allemaal langs zie komen aan reacties.....

De natuur (lees chemie) kent twee soorten reacties (is maar één van de onderverdelingen|) dat zijn thermische reacties en fotochemische reacties. De thermische zijn dan weer onder te verdelen in endotherme (er moet energie in) en exotherme reacties (komt energie uit). Zoiets kan overigens ook in de fotochemie (licht eruit of licht erin), maar dit voert te ver.

Fotochemische en thermische reacties zijn in zijn algemeenheid niet uitwisselbaar: Voorbeeld de fotosynthese in de plant kun je niet uitvoeren door de plant even op te stoken. Dan krijgen we nl. de (exo)therme reactie van het verbranden van hout. Het vuurtje heb je even nodig om de activeringsenergie te overwinnen.

Los van dit hele verhaal heb je oxidatie- en reductiereacties. Vroeger werd oxidatie gezien als alleen maar een reactie met zuurstof (vandaar oxidatie afgeleid van het woord oxygenium, het Latijnse woord voor zuurstof). Tegenwoordig wordt oxidatie en reductie meer in termen van overdracht van elektronen gebruikt. In het figuur hierboven (in het artikel) spreken ze over de oxidatie van water (er worden elektronen onttrokken). Onderin wordt de H⁺ via reductie (elektronen worden toegevoegd) omgezet naar H₂.
Oxidatie- en reductieprocessen kunnen zowel bij fotochemische als bij thermische reacties plaats vinden. Hierboven is een voorbeeld van een fotochemische reactie, het roesten van ijzer is een voorbeeld van een thermische reactie.
Het stroompje dat er loopt is dus puur nodig voor de oxidatie- en reductiereactie. Het levert niet/nauwelijks bijdragen aan de benodigde energie, de oxidatie is immers een fotochemische reactie. Fotochemische reacties zijn ook eigenlijk temperatuur ongevoelig (sterk vereenvoudigd!). De reactie wordt geïnitieerd doordat een foton ingevangen wordt en niet door het verhogen van de trilling door temperatuurverhoging.

@ The Zep Man
En ik maar denken dat je voor kernfusie juist waterstof nodig had, i.p.v. dat je er waterstof mee kunt maken .

@Artikel
Het grote probleem van fotochemische reacties is nog altijd de lage rendementen die we daarmee kunnen halen. De onderzoekers hebben daarom naar de natuur gekeken hoe zaken daar lopen. Voor de duidelijkheid: hun reactie is afgeleid van het natuurlijke proces, hun proces komt in de natuur NIET voor. Bij de fotosynthese wordt uit o.a. CO₂ uiteindelijk zuurstof en koolwaterstoffen (de boom zelf, zal ik maar zeggen) gevormd via een vrij complex proces. Dat hebben ze hier afgekeken, maar op een zodanige manier ingezet dat ze nu zuurstof en waterstof overhouden.
Door het lage rendement van dit soort reacties (zo laag dat ze eigenlijk helemaal niet optreden omdat de reactie "weg-geconcurreerd" wordt) hebben ze een katalysator nodig. Met de katalysator wordt de energiedrempel (activeringsenergie), die de reactie moet overwinnen, verlaagd, waardoor de reactie concurrerend wordt t.o.v. alternatieve reacties.

In een laboratorium lukken dit soort reacties wel. Het probleem zit hem in het opschalen. Je beschikt nl. maar over en klein reactievlak (de anode (met zijn vergankelijke katalysator) en de kathode) wat het (economisch) opschalen al problematisch maakt. Daarnaast vindt de reactie o.i.v. (zon)licht plaats. Als je de zonlicht gaat vervangen door lampen (heel gangbaar in de chemie) dan wordt het opschalen economisch absoluut onhaalbaar. Als je wel echt zonlicht gebruikt, moet je een constructie bedenken dat bij de (grootschalige) reactie ook (overal) zonlicht kan komen. Voorwaar geen sinecure!

Dus naast dat de reactie nog geoptimaliseerd zal moeten worden in het laboratorium, hetgeen jaren kost, zullen de Ir's daarna dat proces nog met succes moeten kunnen vertalen naar een productieproces, hetgeen over het algemeen veel moeilijker is dan bij thermische processen.

[Rrob]

Omdat je voordat je 1 liter waterstof hebt ongeveer 95% van de energie die erin zit al verbruikt hebt aan stroom (elctrolyse) en vervoer van het spul

FOUT Je hebt ALTIJD MEER energie nodig om waterstof (of een andere brandstof) te maken dan er in zit (wet van behoud van energie + verlies door (per definitie) niet optimale processen), en dan heb ik het nog niet eens over transport etc.

Het voordeel van deze methode is dat er een tussenstap ontbreekt en deze methode dus, potentieel, efficiënter 'zonlicht in waterstof om kan zetten' dan wanneer er eerst elektriciteit gemaakt wordt uit zonlicht en vervolgens met die elektriciteit weer waterstof.

@ flamingworm: Ik reageer op pennelikker en die heeft het over waterstof uit stroom (elektrolyse), daarbij speelt de zon geen rol. Verder heb je gelijk natuurlijk.

[Reactie gewijzigd door Rrob op 23 juli 2024 02:46]

[mrlammers]

Hm.. ik zeg: zonlicht genoeg. We hoeven ons niet echt heel veel zorgen te maken om efficiency. We hoeven alleen maar duurzame installaties te bouwen, de Sahara vol te plempen en TADAA -'free' hydrogen-!

[Dooievriend]

Helaas, de Sahara heeft ook zo z'n nadelen: hoge temperatuur, waardoor het rendement van zonnecellen verlaagd wordt (hogere T => hogere weerstand voor elektriciteit). M'n prof beweerde zelfs dat de Zuidpool dé plaats bij uitstek is voor zonnecellen, rendementsgewijs. Helaas is er daar dan weer niet zo veel zonlicht

[flamingworm]

ja, inderdaad, je hebt altijd meer energie nodig, maar we tellen hier zonlicht even niet mee, want deze is toch gratis en onuitputbaar !

[The Zep Man]

Maar ik geloof wel dat al die kleine ideeen en verbeteringen ooit tot een alternatief gaan leiden voor fossiele brandstoffen.
Moet ook wel het is in 2050 op dus dan moet we wel iets doen.

Eén van de alternatieven die veel kans maakt is kernfusie. Daar kan je ook waterstof mee opwekken.

[pennenlikker]

Precies, dat is praktisch gezien onze enige echte hoop.
Alleen ze hebben een schatting gedaan naar het ontwikkel proces van kernfusie duurt ongeveer nog honderd jaar al willen we een beetje de zon na maken, alleen dan geen warme maar een koude fusie.. das beter voor de aarde

Want dat is wat we nu ook gewoon doen we pakken de warmte van een gigantische kernfusie reactor en maken daar energie van.
Alleen is helaas (nog) niet efficiënt genoeg.

Ik heb trouwens ook gelezen dat als de aarde volledig over zou gaan op kernenergie (wat ook een alternatief zou kunnen zijn) alle splijtbare stoffen in 10 jaar op zouden zijn. dus we kunnen ook een tijdje overbruggen met kernenergie, maar dan houdt het echt op.

Dus we hebben tot 2060 de tijd om met iets op de proppen te komen, of we moeten natuurlijk een gigantische olie plas vinden onder onze gesmolten ijskapjes

[Reactie gewijzigd door pennenlikker op 23 juli 2024 02:46]

[Teigetje!]

Dat valt nog te bezien want bedenk je eens dat de warmte die we daarmee opwekken wel ergens moet blijven. Je kunt een kernfusiereactor vergelijken met een kunstzon en wat gebeurt er met de warmte die zo een zon produceert? Die komt uiteindelijk in de atmosfeer terecht en wat voor invloed heeft dat dan?

De aarde krijgt een bepaalde hoeveelheid energie van de zon en raakt ook een deel daarvan weer kwijt. Dat evenwicht is al miljarden jaren zo. Wat gaat er gebeuren met dat evenwicht als wij nu op aarde kunstzonnen gaan installeren die daar ineens een gigantische berg energie aan toevoegen? Misschien dat 1 zo een reactor het verschil niet gaat maken maar wat als het er 100 worden of 1000?

Ik weet niet of kernfusie de heilige graal is waar wij op wachten.

[Dooievriend]

1. De totale warmte die je produceert is volledig gelijk aan de totale energie die je produceert. De manier waarop maakt niet uit! Hoge temperatuur != hoge energie!
2. Het evenwicht is nu verstoord door het broeikaseffect: we hebben de aarde beter geïsoleerd, zodat we minder warmte kwijt raken. Dit komt dus door een betere isolatie, en niet door meer energie te produceren. Produceren we dezelfde hoeveelheid energie met kernfusie, dan hebben we die broeikasgassen niet, en gaan we (hopelijk) terug naar ons natuurlijk evenwicht.

=> Kernfusie is wel degelijk de heilige graal waar wij op wachten

[OddesE]

Behalve dat het verbruik van de aarde vertienvoudigd als we gratis energie ontdekken. Maar goed, het zal beter zijn dan olie

Maar er op wachten zou ik toch echt afraden. Dat wachten zou wel eens te lang kunnen duren. Voorlopig zou ik me richten op wind, geothermie, waterkracht en zonne energie. Overigens hebben onze oosterburen het plan opgevat om in 2005 de helft van al hun energie duurzaam te produceren. Zonder dat ze daarbij gebruik willen maken van kernenergie. Zij hebben echt wel onderzocht of dat haalbaar was voordat ze er beleid van maakten. Dus waarom in NL men denkt dat het niet kan?

[pennenlikker]

Dat isoleren we heel goed en stoppen dit in water om stoom te maken en hiermee energie te maken.
De warmte houden we gewoon in de reactor zelf. Daarom hebben we ook een koude fusie nodig, dan is dit mogelijk.

[PhiRo]

Helpt niet echt, de elektriciteit die uit de centrales komt wordt tenslotte allemaal warmte. Warmte is het eindpunt van alle energie verbruik. En die warmte komt allemaal in de atmosfeer...

[pennenlikker]

Warmte = energie dus dat kan nooit het eindpunt zijn.

[OddesE]

Praktisch gezien toch wel. Je gloeilamp levert licht en warmte als bijproduct. Je PC levert rekenkracht en warmte als bijproduct. Je auto levert beweging en warmte als bijproduct. Het gaat er dus niet over dat de warmte van de kernreactie zelf het probleem zal zijn, maar de energie die de reactie oplevert. Als we d.m.v. kernfusie 'free energy' zouden krijgen, dan zou dit het klimaat wel eens kunnen beïnvloeden.

[flamingworm]

dat evenwicht waar jij over spreekt is variabel, al miljarden jaren (ijstijden etc.) indien er meer energie is op aarde, zal ze meer energie afgeven. Daardoor twijfelde men ook of de temperatuur ging blijven stijgen, of er een ijstijd aankwam, door het evenwicht die zich verlegt.

Ik dacht dat men er nu wel over eens is dat er geen ijstijd aankomt..

[pennenlikker]

lees anders eerst even wat over kernfusie, voordat je mensen hier dingen wijs gaat maken die niet waar zijn.

[Teigetje!]

Als een gepensioneerde hoogleraar zich hier over uitlaat zoals ik beschreven heb, dan neem ik dat serieus. Ik meen ook niet de wijsheid in pacht te hebben (jij wel?) maar probeer mensen aan het denken te zetten. Zoals je uit de reacties ziet is dat aardig gelukt.

[PilatuS]

Kernfusie is idd erg veelbelovend. Helaas zal het waarschijnlijk nog wel tot 2040 of 2050 duren tot het echt gebruikt gaat worden.

[flamingworm]

de zon die hier gebruikt wordt, wordt niet echt opgevangen via zonnepanelen maar rechtstreeks als licht gebruikt ! Je argument over je panelen klopt dus niet

Natuurlijk is er ook een laag voltage nodig, maar dit zal geen 95% van de energie zijn zoals jij aangeeft. Deze methode heeft een veel groter rendement maar kan enkel nog niet op grote schaal toegepast worden omdat hij te duur/nog te laag rendement heeft.

Anders wel mooie vooruitgang !

[SuperDre]

Tja, maar wat is nou beter om nu bv alle auto's zo om te bouwen/produceren dat ze dus daar op rijden en dus niet meer vervuiling/verbranding van olie per auto is, maar nog maar op 1 plek, dan hoef je alleen nog maar die ene plek aan te pakken ipv al die miljoenen auto's, en dat is vaak nog veel rendabeler ook....

[OddesE]

Nog beter is via hybride auto's naar volledig elektrische auto's. Waterstof is overbodig. Het is lastiger en minder efficient te produceren en transporteren en er moet een duur distributienetwerk voor opgezet worden. Vooral dat laatste is een groot probleem. Zou jij nu een waterstofauto kopen wetende dat er maar een paar plaatsen in het land zijn waar je kunt tanken? Met (plug-in) hybrides tank je gewoon bij een normaal tankstation en steek je de auto thuis (en later eventueel op het werk) in het stopcontact. Dit kan ook gradueel worden aangevuld met speciale oplaadpunten in de stad, bij stations en luchthavens, op tankstations e.d.

Key is dat waterstof in een kip-ei situatie zit terwijl hybrides gewoon de markt in kunnen stromen en de weg voorbereiden voor compleet elektrische auto's.

[miw]

Stel dat die oplossing nog wat verder ontwikkeld wordt, dan kan een dergelijke installatie thuis staan. Dan tank je dus decentraal. Overigens zijn de energiedichtheden en de energie per massa van accu's nog niet zo geweldig. Wat dat betreft is waterstof iets voordeliger (al is het niet zo goed als benzine).

[mrlammers]

Waterstof is overbodig.

Was dit niet juist het onderwerp van dit draadje..?

[hollandismad]

1) Zoals anderen hierboven al hebben vermeld klopt je 95% niet.

2) Het is juist veiliger dan benzine aangezien waterstof lichter dan lucht is en zich dus niet in plassen over de grond kan verspreiden zoals benzine dat wel kan.

3) Het feit dat de verbranding van fossiele brandstoffen in energiecentrales gedaan wordt ipv in je auto is juist heel belangrijk. Het rendement van een energiecentrale is namelijke vele malen hoger dan die van je automotor. Ook kan de uitstoot van een energiecentrale veel beter en makkelijker gefilterd of zelfs opgevangen en opgeslagen worden.

4) Dat alle fossiele brandstoffen in 2050 op zouden zijn is echt een mythe. Die schattingen zijn namelijk gemaakt op basis van huidige technieken en verwachtte olie- en gasvelden. Feit is dat we geen idee hebben hoeveel er nog in de aarde zit op het niveau wat we nu al kunnen aanboren(Er was een paar maanden geleden toch ook een enorm veld gevonden bij Zuid-Amerika?), laat staan op de niveaus die we in de komende 40+ jaar pas kunnen halen. Pure speculatie dus.

[Teigetje!]

Het is nog steeds heel erg onrendabel om waterstof te produceren, dat is het grote issue. Opslag is een ding dat daarmee samenhangt omdat de methode ook meetelt in de efficiency berekening. Bijv. een zware tank in de auto om dat veilig te doen kost extra kilo's en dus brandstof. Het is niet onmogelijk, LPG is daar een mooi voorbeeld van.

Waterstof is altijd explosief zodra de concentratie hoog genoeg is, dat hoeft niet per se een afgesloten ruimte te betekenen (neem aan dat je dat bedoelde). Benzine in vloeibare vorm zelf is niet explosief maar alleen in dampvorm en ook hier alleen bij de juiste concentratie (in de benzinetank is die bijv. hoog genoeg). Een botsing waarbij een benzinetank scheurt leidt vrijwel nooit tot een echte ontploffing door of het gebrek aan een ontstekingsbron of doordat de concentratie in dampvorm niet hoog genoeg is (wat bij openscheuren van de tank vrijwel meteen het geval is). Hollywood is geen goede indicatie van de werkelijke wereld in dit geval.

Waterstof wordt gezien als de grote belofte maar het is nog steeds niet bekend wat de invloed op de weersystemen is als we miljoenen tonnen waterdamp in de atmosfeer gaan duwen.

edit typo

[Reactie gewijzigd door Teigetje! op 23 juli 2024 02:46]

[Countess]

Waterstof wordt gezien als de grote belofte maar het is nog steeds niet bekend wat de invloed op de weersystemen is als we miljoenen tonnen waterdamp in de atmosfeer gaan duwen.

sorry maar dat is ZO weining relatief aan wat er dagelijks verdamp op de oceaanen.
en wat meer waterdamp zou niet erg zijn op de meeste plekken.

edit : nee wat we aan CO2 produceren is echt vele malen meer als wat de natuur produceert en kan verwerken. daarom is de concentratie ook al verdubbeld in 100 jaar.
daarbij is de co2 die we produceren gemaakt uit koolstof die al miljoenen jaren niet meer in het eco systeem heeft gezeten. dat is dus allemaal extra.

de waterstof die we maken komt uit water die al te vinden was in het huidige eco systeem.
daarbij blijft die waterdamp veel minder lang in de lucht als CO2 en komt gewoon weer in de revieren terecht die het naar de zee brengen. die revieren zullen nog geen milimeter hoger komen te staan als we alle waterstof die we zouden kunnen gaan verbruiken rechtstreeks in de revieren dumpen.

[Reactie gewijzigd door Countess op 23 juli 2024 02:46]

[gkurtz]

Wat wij aan CO2 produceren is ook heel erg weinig relatief aan wat er dagelijks door de natuur wordt geproduceerd. Het gaat om een blijkbaar fragiel evenwicht.

[g4wx3]

Wat een raar geschreven artikel..
Ben net biochemie aan het leren voor de herexamens.
Maar het gaaat een beetje te ver uitlopen als ik beschrijf wat we leren.


Toevoeging:
Zonlicht is de energie die een plant gebruikt om suiker te bouwen verterkkende van CO2 en H2O. De enzymen in de cel werken niet zonder zonlicht, maar zonlicht is geen katalysator. Mn is een katalysator.

[Reactie gewijzigd door g4wx3 op 23 juli 2024 02:46]

[Drgn]

Mn is niet de katalysator. Het enzym is de katalysator en Mn is als component van het Mangaanoxide-complex een onderdeel van het enzym.

enzym

Zonlicht wordt gebruikt om water te splitsen in CO₂ en H⁺. De ophoping van H⁺ zorgt voor een protongradient over de celmembraan, wat een kracht genereert (proton motive force, pmf) die gebruikt wordt om ATP (energierijk molecuul) te vormen. ATP heeft vele toepassingen binnen cellen en één (heel belangrijke) is de levering van energie om koolstoffen uit atmosferisch CO₂ vast te leggen in suikermoleculen (zoals glucose). De suikermoleculen zijn op hun beurt weer de koolstofbron voor het organisme.

Met andere woorden, het primaire doel van zonlicht invangen is het vastleggen van energie.

[JaHe]

Elk alternatief op fossiele brandstof is er een zolang het redement maar hoog genoeg is. Daarnaast is het zo dat de olieproducerende landen indirect bijdragen aan deze ontwikkeling, hoe duurder de fossiele brandstof hoe meer het loont om alternatieve wijzen zoals deze te onderzoeken.

De olieproducerende landen moeten een keer gaan inzien dat hun "boterham" uiteindelijk ook een keertje op gaat raken en dat zij die enorme winsten beter kunnen investeren in het ontwikkelen van alternatieve wijzen van energieopwekking. Dan is er uiteindelijk misschien ook nog olie over voor alle andere produkten die je niet van waterstof kunt maken maar alleen van olie.

En als we dan ook eens met z'n allen stoppen met het nutteloze verbruik van energie (space-shuttles naar mars sturen, oorlogje voeren of met je jeep door de bossen scheuren) kunnen we met z'n allen de energie stoppen in dit soort onderzoeken.

[Countess]

ALLES is 'nuttenloos' verbruik van energie als je vind dat het onderzoeken van planeten en ruimtenvaart nutteloos is. tv kijken? nergens voor nodig toch? computers? waarom?, disco, ook niet nuttig. auto? ga maar fietsen? fietsen maken? ga maar lopen. schoenen maken? je voetzolen wennen er wel aan. ect.

waarom gaan we dan niet gewoon weer in grotten wonen en jagen en een houtvuurtje bouwen?

[Reactie gewijzigd door Countess op 23 juli 2024 02:46]

[Anoniem: 142554]

zou dit ook een oplossing zijn om meer zuurstof te produceren aangezien wij steeds meer aan het kappen zijn van bomen.

hopelijk heeft deze proces een positieve bijwerking voor het milieu

[Countess]

het meeste van de zuurstof komt uit de zee, niet bomen. (maar ook daar richten we schade aan)
en de zuurstof die ze hier mee maken word weer opgebruikt als de waterstof word gebruikt.
en met 20% zuurstof in de atmosfeer hoeven we ons daar nog niet zo veel zorgen om te maken. daar gaan we echt geen deuk in maken. zelfs als we alle kolen en olie verbranden die op aarde te vinden is.

[Drgn]

het meeste van de zuurstof komt uit de zee

Het meeste van de zuurstof komt uit algen en bacteriën in de zee.

[Seth_Chaos]

En die algen en bacterien blijken erg goed te gedijen in de door ons aangetaste zeeen en oceanen. Op den duur vindt de natuur altijd zijn balans terug.

Wij mensen doen ons uiterste best om dit natuurijk evenwicht te overwinnen, door iedere vorm van populatie beperking tegen te gaan, maar op den duur kunnen we deze strijd alleen maar verliezen.

[Teigetje!]

Nee, aangezien je na gebruik de zuurstof weer met het waterstof hebt samengevoegt tot water.

Bomen zijn niet de enige die via fotosynthese zuurstof produceren, denk bijv aan onkruid en alle andere groene plantjes.

[Rob Coops]

Ja ach als kern fusie nu eens op groote schaal ingezet kon worden. Dit is een beetje meer van dat soort gedoe. Natuurlijk zou het best wel eens kunnen dat we in de toekomst hier ook echt iets aan gaan hebben maar om eerlijk te zijn betwijfel ik het toch echt.

Het klint heel erg naar een lab situatie waar de theorie is aangetoont maar of het ooit echt nuttig zal zijn zal zijn....

[Countess]

ik zie kern fusie ook als de toekomstige energie bron maar dat is nog VEEL meer laboratorium werk als dit.
dit is vrij makkelijke te maken en het werkt al! dat kunnen we van kern fusie nog niet echt zeggen.
als die relatief efficiënter is al zonne panelen zou het helemaal goed zijn, wat opzich heel goed mogelijk is.

[JaHe]

Ben het deels met je reactie eens, was ook wel te verwachten....
Maar het waren slechts voorbeelden van nuttenloos verbruik.

Tv = informatievoorziening (idd nog veel meer nuttenloze programma's dan nuttig),
Computers = communicatie (kan niet meer weg),
Disco = ontspanning (maargoed een radiotje is voldoende)
Auto = snel van punt A naar B komen (en tja dat ze destijds de verbrandingsmotor hebben uitgevonden, da's jammer).

In grotten wonen = is een beetje koud....
en jagen wil ik best doen, heb jij nog een paar wilde beesten voor me ?

Ging mij erom dat elke alternatieve energie bron er een is en dat we een hoop nuttenloze dingen doen met deze energie.

[Countess]

koud? daar heb je een hout vuurtje voor.

maar mijn punt is dus dat je blijkbaar wel energie wilt verbruiken voor het in stand houden van onze huidige maatschappij maar niet voor vooruitgang van de maatschappij.

edit : ruimtevaar in op de lange termijn de ENIGE toekomst die we hebben. deze planeet gaat te klein worden en de grondstoffen gaan opraken (en niet alleen olie en gas) dus ruimte vaart is naast energie onderzoek het belangrijkste wat we op dit moment ontwikkelen.

[Reactie gewijzigd door Countess op 23 juli 2024 02:46]

[JaHe]

Niet per se... mag van mij best veranderen, maar niet elke verandering is ook daadwerkelijk een vooruitgang en ik zie niet in wat ruimtevaart, oorlogje voeren of met je jeep door de bossen crossen bijdragen aan de vooruitgang van de maatschappij, dus nuttenloos. Maargoed da's weer een andere discussie die beetje off-topic gaat.

[dj.verhulst]

Mooi , met waterstof kan je brandstofcellen laten werken en schone energie opwekken
Hoe minder afhankelijk we zijn van olie hoe minder narigheid op termijn.....