Door Jeroen Horlings

Redacteur

De belofte van waterstofpoeder

Wat komt ervan terecht?

19-10-2022 • 06:00

120

Multipage-opmaak

Inleiding

Waterstofpoeder heeft een aantal grote voordelen ten opzichte van waterstof(gas), vooral omdat waterstof in vaste vorm veel veiliger en makkelijker op te slaan, te bewaren en te vervoeren is. Enkele jaren geleden werd een Nederlandse vinding als gamechanger aangeduid, maar de laatste tijd horen we er niet veel meer van. In dit artikel bekijken we hoe het ermee staat, hoe het werkt en of de beloften ook in de praktijk worden waargemaakt.

De transportsector staat voor de grote uitdaging om van fossiele brandstoffen over te schakelen naar emissieloze energiebronnen. Alleen al in Nederland is die sector verantwoordelijk voor 22 miljard kilogram CO₂-equivalenten aan broeikasgassen per jaar. Dat staat gelijk aan 11 procent van de totale broeikasgasuitstoot door de Nederlandse economie. Vervoer over de weg is goed voor 28 procent van de vervuiling, gevolgd door de zeevaart en binnenvaart met 35 procent en de luchtvaart met hetzelfde percentage. Daarbovenop is de uitstoot nog een stuk groter, omdat de meeste transportactiviteiten buiten de landsgrenzen plaatsvinden. 65 procent van de broeikasgassen wordt uitgestoten in het buitenland.

Voor auto's, bussen en vrachtwagens is een duidelijke trend zichtbaar richting elektrificatie, meestal accu-elektrisch en in mindere mate met waterstof. Vooral voor zwaar transport, zoals de internationale lucht- en scheepvaart, zijn accu's geen optie, waardoor de ogen vooral gericht zijn op waterstof. Hoewel waterstof als energiedrager op papier voor vrijwel alles te gebruiken is, kent het gebruik ervan serieuze uitdagingen.

Dat komt vooral doordat waterstof onder atmosferische omstandigheden een gas is. In vrije vorm komt het op aarde niet voor, dus moet het geproduceerd worden op basis van aardgas - met CO2-uitstoot - of door middel van elektrolyse en (duurzame) stroom. Omdat de energiedichtheid in gasvorm vrij laag is, wordt het gecomprimeerd in cilindrische gastanks opgeslagen, meestal onder een druk van 350 of 700 bar. We spreken dan ook over waterstofgas in kilo's in plaats van liters. Een gas in cilindrische tanks laat zich echter veel lastiger opslaan dan een vloeistof en neemt ook veel meer ruimte in beslag. Waterstofgas is lang op te slaan, maar er zijn wel drukverliezen. Dat maakt waterstof voor veel situaties vrij uitdagend.

Waterstofpoeder (beeld: Wikipedia)

Een mogelijk antwoord op dat alles is 'waterstofpoeder', oftewel NaBH4. Dat is een verbinding van natrium en boor, naast waterstof. Het is geen gas, maar een vaste stof en kan daardoor veel makkelijker vervoerd worden, zonder druk of de noodzaak van cilinders. Het is in principe oneindig op te slaan en lijkt daardoor ideaal voor langdurige opslag. Al in 2016, 2017 en 2018 haalde waterstofpoeder diverse keren de landelijke media, mede omdat een Nederlands bedrijf aan de wieg ervan stond. Ook internationaal kwam en komt waterstofpoeder als nieuwe revolutionaire uitvinding in het nieuws. Er leken alleen maar voordelen te zijn. Desondanks zijn we nu jaren verder en lijkt de doorbraak nog niet te zijn verzilverd, al wordt het wel op kleine schaal gebruikt. In dit artikel bekijken we hoe het ermee staat, hoe het werkt en of de beloften van toen ook in de praktijk worden waargemaakt.

Natriumboorhydride - Hoe werkt het?

Het cruciale onderdeel van waterstofpoeder is natriumboorhydride (NaBH4). Dat is een natriumzout dat eruitziet als een wit poeder, al dan niet geklonterd. De grondstof is borax Na2B4O5(OH)4 · 8 H2O. Het werd vroeger ook in de papierindustrie gebruikt, om geneesmiddelen te maken en als basis voor wasmiddel. Maar het kan dus ook gebruikt worden als waterstofdrager.

Natriumboorhydride

Natriumboorhydride kan gemaakt worden door bij een temperatuur van 250 tot 270°C natriumhydride en trimethylboraat te laten reageren. Trimethylboraat is een kleurloze, vluchtige vloeistof die zich in water omzet in boorzuur en methanol. Natriumhydride bestaat uit natrium en waterstof. Natriumboorhydride bevat per molecuul vier waterstofatomen (4 H) en water (H2O) bevat per twee moleculen eveneens vier waterstofatomen (2 H2).

Circulaire weergave van waterstofpoeder (beeld: H2Fuel)
Circulaire weergave van waterstofpoeder. Beeld: H2Fuel

Hoe werkt het?

Om de energie van de waterstof te benutten, wordt de natriumboorhydride (het poeder) in een mengkamer aangelengd met water. Dit betreft ultrapuur water dat volledig vrij is van 'verontreinigingen' die normaal in water zitten, zoals magnesium- en calciumionen en carbonaat. In feite is dit hetzelfde als gedestilleerd water, met een neutrale pH-waarde van 7. Dit soort water wordt ook in de halfgeleiderindustrie gebruikt om silicium te maken.

In de mengkamer vindt een exotherme reactie plaats, die versneld kan worden door een katalysatorkorrel of zuur toe te voegen, zoals licht verzuurd gedestilleerd water. Daarna komt direct waterstofgas vrij. Daarbij worden uit de natriumboorhydride (NaBH4) de vier waterstofatomen afgesplitst, waarna waterstof (H2) en de natriumboorverbinding (NaBO2) overblijven.

Bij deze reactie komt zoveel energie vrij, dat het toegevoegde water zich splitst in waterstofgas en zuurstof. De vrijgekomen zuurstof bindt zich dan aan de natriumboorverbinding, waardoor natriumbooroxide (NaBO2) ontstaat. In de totale reactie komen er uit de natriumboorhydride per molecuul dus vier waterstofatomen (4 H) vrij en uit het water per twee moleculen eveneens vier. De totale opbrengst betreft acht waterstofatomen (8 H) en een reactiewarmte van 5,7MJ per kg natriumboorhydride. De vrijgekomen waterstof is nu waterstofgas geworden en kan gebruikt worden als directe energiebron. Met een brandstofcel kan elektriciteit worden opgewekt. Ook kan de vrijgekomen warmte uit beide, de reactor en de brandstofcel, nuttig gebruikt worden.

Scheikundig

NaBH4 + 2 H2O —> NaBO2 + 4 H2 + warmte

Een scheikundige uitleg van het principe door uitvinder Gerard Lugtigheid van H2-Fuel

Gerard Lugtigheid, uitvinder en patenthouder van de H2Fuel-technologie, stelt dat deze dubbele reactie het geheel zo interessant maakt. Er komt dus niet alleen waterstof vrij uit het poeder, maar ook uit het toegevoegde water. Tot 2007 genereerde dit proces niet meer dan 30 tot 50 procent van de gebonden waterstof, totdat Lugtigheid ontdekte dat zuiverder water meer waterstof oplevert. H2Fuel laat hoge rendementen voor de omzetting van het 'waterstofpoeder' tot bruikbare brandstof zien, tot wel 98 procent, maar heeft niet bekendgemaakt hoeveel energie de productie van het natriumboorhydride kost. De energiedichtheid van het poeder zou acht keer zo hoog zijn als die van gecomprimeerde waterstof; een kubieke meter poeder weegt 1074kg en bevat 9MWh energie. Ter vergelijking: 1m3 waterstofgas bij 700 bar weegt 42kg en levert 1,56MWh.

Voor- en nadelen van poeder versus waterstofgas

Zoals eerder beschreven kent waterstof voor de transportsector diverse uitdagingen die mede tot gevolg hebben dat het gebruik ervan zo langzaam van de grond komt. Drie daarvan zijn de energiedichtheid, de opslag en de distributie. In de basis zijn er twee soorten waterstof: in gasvorm en in vloeibare vorm.

Als gas heeft het een lage energiedichtheid en een groot volume. Dit wordt deels opgelost door waterstofgas flink te comprimeren en op te slaan in stevige cilindrische gastanks met een druk van 350 bar voor schepen en vrachtwagens, en 700 bar voor personenwagens. Dan nog nemen die gastanks vrij veel ruimte in beslag, mede doordat de vorm ervan onhandig is. Gas laat zich dus niet zo makkelijk opslaan en transporteren, zeker in vergelijking met een vloeistof of vaste stof.

Vloeibare waterstof (LH2) heeft een hogere energiedichtheid en is wat praktischer in gebruik. Het grote nadeel ervan is dat waterstof pas vloeibaar wordt bij een temperatuur van −252,8°C, slechts 20°C boven het absolute nulpunt, althans, bij 1 atmosfeer. Bij een hogere druk ligt het condensatiepunt wat hoger. Voor zeer zwaar transport waar geen andere duurzame alternatieven voor bestaan, zoals grote schepen en vliegtuigen is dat eventueel een optie, maar voor kleiner transport eigenlijk niet.

Voordelen

Waterstofpoeder (beeld: H2Fuel)
Waterstofpoeder. Beeld: H2Fuel

Waterstofpoeder is zoals gezegd een vaste stof. Je kunt het daardoor in iedere vorm opslaan. Ook de distributie ervan is een stuk eenvoudiger. Voor waterstof zijn pijpleidingen een gebruikelijke transportvorm, maar poeder kan op allerlei manieren vervoerd worden. Het poeder is licht, kan overweg met normale atmosferische omstandigheden en is in principe onbeperkt houdbaar. Er is dus geen sprake van langzaam energieverlies tijdens de opslag, in tegenstelling tot bij de andere vormen van waterstof. Er is ook geen energie nodig voor de compressie of koeling.

Ook de volumetrische energiedichtheid is beduidend hoger dan bij vloeibaar H2 en gas. In droge vorm bevat waterstofpoeder 7,6kWh per liter. Dat komt in de buurt van gedestilleerde diesel, die circa 10kWh energie per liter bevat. Het is ook beduidend hoger dan alle andere alternatieven: 5kWh voor een liter methanol, 3kWh voor ammoniak, 2,3kWh voor vloeibare waterstof en 1kWh voor waterstof in gasvorm. Ten opzichte van ammoniak en methanol heeft waterstof ook duurzame voordelen. Ammoniak is toxisch, stinkt enorm en is daardoor lastig toepasbaar in een bebouwde omgeving. Methanol als waterstofdrager is niet emissieloos; het levert CO2-uitstoot op en kan bij toepassing van groene of biomethanol dus hoogstens emissieneutraal zijn.

Voor waterstofgas gelden strenge veiligheidsvoorschriften. Het moet op enige afstand van apparatuur, zoals machines, worden opgeslagen. In het geval van een calamiteit moet het gas snel kunnen ontsnappen. Waterstof in poedervorm is veel veiliger. Het vlampunt is hoger dan 60 graden, dus het is met lagere veiligheidsvoorschriften te bewaren dan waterstofgas. Als er sprake is van verhitting of contact met zuren, metalen of water, ontstaat waterstofgas en dat is wel explosief. Daarvan is echter pas sprake bij een temperatuur van 70°C, terwijl H2 in gasvorm al bij 15°C kan ontvlammen.

Hoewel nog niet exact bekend is hoelang de natriumboorhydride, oftewel het poeder waaraan de waterstof gebonden wordt, meegaat, is de gedachte dat het geheel circulair is. Als de waterstof weg is, blijft er natriumbooroxide (borax) over. Dit wordt ook wel de 'spent-fuel' genoemd. Dit kan opnieuw gebruikt worden om er natriumboorhydride van te maken. Een deel van het gebruikte water verdampt door de hoge temperatuur, maar kan eveneens hergebruikt worden.

Volgens H2Fuel en universiteiten als de TU Delft en de Universiteit van Amsterdam is de efficiëntie hoger dan bij waterstofgas. Dat komt door de hogere energiedichtheid en het feit dat compressie en koeling niet nodig zijn. Het proces om waterstof te binden, kost echter ook elektriciteit en dat wordt meestal niet genoemd. Daarbovenop komt het verlies van de brandstofcel die van het vrijgekomen waterstofgas weer elektriciteit maakt. We hebben diverse experts geraadpleegd, maar er valt niet zo makkelijk een concrete prijs aan te koppelen. Groene waterstof produceren is momenteel nog schreeuwend duur en dat gaat pas veranderen als duurzame elektriciteit structureel lange tijd spotgoedkoop is.

Nadelen of knelpunten

Het gebruik van waterstofpoeder vereist drie verschillende opslagen in een voertuig: een voor natriumboorhydride, een voor ultrapuur water en een voor het restproduct natriumbooroxide. Dat betekent dus dat er twee keer moet worden 'getankt' en tegelijk het restproduct moet worden teruggeleverd. Voor een bus of vrachtwagen is dat een stuk complexer dan tanken of laden. Het poeder zelf neemt wellicht relatief weinig ruimte in beslag in vergelijking met gastanks, maar dat is dus niet de enige opslag die nodig is.

Voor wegvervoer moet een compleet nieuw distributienetwerk worden opgebouwd. Poeder is iets wezenlijk anders dan benzine of diesel en heeft ook geen overeenkomsten met waterstof in gastanks. Dat betekent dat er lokaal, landelijk en internationaal een compleet nieuw netwerk van speciale tankstations moet worden uitgerold. Er is al enorme druk om laadpalen en in mindere mate waterstoftankstations uit te rollen, maar de logistieke uitdaging voor waterstofpoeder is gezien de achterstand nog veel groter. Daarbij bestaan er momenteel geen concrete plannen om vrachtwagens of bussen hierop te laten rijden, hoewel dat technisch mogelijk is.

Ook Klaas Visser, universitair hoofddocent Maritieme Techniek bij de TU Delft, ziet logistieke uitdagingen om wegverkeer op waterstofpoeder concurrerend te maken. "Maar voor schepen is dat echt een ander verhaal", zegt hij. "Een schip drijft in de stof die je nodig hebt voor het poeder: water. Het is niet heel lastig om van zoet of zout water gedestilleerd water te maken. Een aparte tank voor het gebruikte poeder, het residu, is wellicht ook niet nodig als daarvoor bestaande, lege tanks van de natriumboorhydride opnieuw gebruikt worden." Ook zegt hij dat schepen niet per se hoeven te tanken, maar dat dit ook anders kan. "Een alternatieve vorm is een modulaire installatie op basis van containers, zoals dat met accu's en waterstof ook wel wordt gedaan. Die containers worden dan voor vertrek aan boord gehesen en bij aankomst weer in de haven gevuld of geladen. Niets belet ons om dat ook met poeder te doen. Dat kan juist prima dankzij de hoge volumetrische dichtheid. Ik denk dan vooral aan de binnenvaart en kustvaartschepen die maximaal een week op zee zijn. Dat kan op basis van brandstofcellen of een verbrandingsmotor."

Borax (beeld: WIkipedia)
Borax. Beeld: WIkipedia

In de veel gehoorde discussie over waterstof versus accu's gaat het vaak over grondstoffen. Daarbij blijft vaak ongenoemd dat een brandstofcel eveneens grondstoffen nodig heeft, zoals kobalt of platina. Voor het poeder zijn natuurlijk ook grondstoffen nodig, zoals borax. Dit is een veelvoorkomend mineraal dat onder andere in de VS, China en Turkije gewonnen wordt. Op dit moment lijkt de wereldvoorraad voldoende te zijn, zeker als het in een beperkt aantal sectoren gebruikt gaat worden.

Dat het poeder hergebruikt kan worden, is een enorm voordeel. Natriumboorhydride, borax plus waterstof, moet natuurlijk ook gemaakt worden en dat proces kost eveneens energie. Dit proces wordt meestal niet concreet besproken als het om de energie-efficiëntie van de keten gaat. H2Fuel spreekt over een 'rendement van bijna 100 procent', maar dat gaat puur over de chemische reactie naar waterstofgas. Dit staat dus los van het omzetten naar elektriciteit in de brandstofcel of de productie van het waterstofpoeder. Voor de massale productie van natriumboorhydride is logischerwijs ook veel duurzame elektriciteit nodig.

"Er zijn twee mogelijkheden voor het regeneratievraagstuk", zegt Klaas Visser van de TU Delft. "Het kan mechanochemisch en elektrochemisch. We weten nog niet exact welke van de twee de beste is. Met de Universiteit van Amsterdam hebben we afgesproken dat zij naar elektrochemische regeneratie kijken en wij, de TU Delft, naar de mechanochemische."

Het laatste knelpunt is de prijs. Ten eerste die van de ombouw van voertuigen, zoals schepen, en ten tweede de prijs van zowel de natriumboorhydride, het poeder, als het recyclingproces. Ook de kostprijs van waterstof en de beschikbaarheid van duurzame stroom spelen daarbij een rol. Het lastige is dat er op dit moment over de kosten nog weinig concreets te zeggen valt. Er zijn nog geen echte praktijkvoorbeelden en talloze onderzoeken lopen nog. Waterstofpoeder is duurder dan andere vormen van waterstof, in gasvorm of vloeibaar. De kostprijs is een belangrijk onderdeel in het beslisproces om eventueel over te schakelen op deze duurzame energiedrager. Wat wel bekend is, is dat het zeer waarschijnlijk te duur wordt om iedere keer opnieuw waterstofpoeder te kopen. Het wordt dus noodzakelijk om zelf te regenereren en daarbij waterstof opnieuw aan het poeder te binden. De goedkoopste en efficiëntste manier waarop dat kan, is momenteel nog niet bekend. Zoals in de vorige alinea beschreven is, is dat nog volop in ontwikkeling.

De beloften en de praktijk

Zoals wel vaker met start-ups of nieuwe technologie zijn de aanvankelijke berichten erg optimistisch. Woorden als 'doorbraak', 'revolutie' en 'gamechanger' impliceren dat het niet lang meer zal duren voordat we er iets van zien. Dat is niet alleen een kwestie van interpretatie, maar dat werd ook letterlijk gecommuniceerd.

H2Fuel

Voor de productie van dit verhaal hebben we gedurende enkele weken meermaals contact gezocht met H2Fuel. We hebben verzocht om een gesprek en enkele vragen toegestuurd, maar geen reactie ontvangen.

In december 2017 stelde duurzaam ondernemer Ruud Koornstra op Radio 1: "We zitten aan de vooravond van de industriële doorbraak hiervan". Ook auto's zouden erop gaan rijden en huishoudens zouden het eveneens kunnen gebruiken. In oktober 2018 zei H2Fuel tegen Tweakers dat het in 2019 een bus of vrachtwagen op waterstof wilde laten rondrijden en dat er in datzelfde jaar ook een binnenvaartschip verwacht werd. Het is nu vier jaar later en tot nu toe zijn die plannen nog niet concreet van de grond gekomen.

Het concreetste dat in zicht is, is een onderzoeksschip op waterstofpoeder dat in 2023 moet varen. Het betreft een schip van het Havenbedrijf Amsterdam, de Neo Orbis. Het schip wordt gebouwd door NG Shipyards in Lauwersoog. Daar worden ook de boorhydride-unit, een brandstofcel, een accupakket en een circa 100kW sterke elektromotor geïnstalleerd. De kosten bedragen 2,5 miljoen euro. Volgens het bouwbedrijf neemt het poeder ongeveer net zoveel ruimte in beslag als stookolie. De eerste proefvaart is gepland voor juni 2023.

Doorsnede van het schip op waterstofpoeder (beeld: Neo Orbis)
Doorsnede van het schip op waterstofpoeder. Beeld: Neo Orbis

Een ander concreet resultaat zijn generators op basis van waterstofpoeder. In september dit jaar onthulde de start-up Electriq Global een dergelijke generator, de Joshua. Deze kan 8kW vermogen leveren en bevat maximaal 80kWh energie. Het bedrijf stelt dat deze generator tien uur op maximaal vermogen kan werken, waarbij 5kg waterstofpoeder wordt verbruikt. In Ridderkerk werd de generator op een bouwplaats gebruikt om een mobiele hijskraan van energie te voorzien. Waterstofpoeder kan via losse modules aan de generator worden toegevoegd.

Een dergelijke generator kan off-grid elektriciteit leveren en is daardoor ideaal voor tijdelijke activiteiten op locaties waar geen stroom beschikbaar is, zoals festivals. Hij produceert weinig geluid en stoot geen schadelijke stoffen uit. Het voordeel is ook dat waterstofpoeder jarenlang bewaard kan worden zonder speciale veiligheidseisen en onder normale temperaturen. Het kostte Electriq Global vier jaar en 20 miljoen euro om de generator te ontwikkelen. Hij is wel nog een stuk duurder dan een generator op basis van diesel of accu's.

Joshua generator op waterstofpoederJoshua generator op waterstofpoeder

De Joshua-generator op waterstofpoeder

Verder kan natriumboorhydride ook heel relevant kan worden voor de import van waterstof. We zullen nooit zelf voldoende waterstof kunnen produceren om in de eigen behoefte te voorzien. We zullen dus afhankelijk worden van elders geproduceerde waterstof, vooral uit landen met veel zonuren. De grote energiedichtheid en de goede transporteerbaarheid van het poeder maakt dit heel geschikt voor transport naar Europa, gezien de voordelen ten opzichte van waterstof als gas en in vloeibare vorm.

Tot slot

Waterstofpoeder is niet dood. Er wordt concreet gewerkt aan praktijktoepassingen, zoals in schepen en generators, maar op korte termijn vooral in de vorm van experimenten en pilots. Springlevend is het evenmin, als we reflecteren op de grote beloften van enkele jaren terug, al wordt er op universiteiten druk aan gewerkt. Het is meer dan ooit duidelijk geworden dat de energiedrager zich, net als waterstof in het algemeen, op papier voor álles leent, maar in de praktijk vooral voor specifieke usecases interessant is.

Het staat buiten kijf dat waterstofpoeder voordelen biedt ten opzichte van waterstofgas en de vloeibare variant daarvan. Doordat het een poeder is, laat het zich veel makkelijker vervoeren en opslaan, onder normale atmosferische temperaturen, zonder compressie en complexe veiligheidsmaatregelen en voor onbeperkte tijd. Ook het circulaire deel is interessant. Het poeder kan hergebruikt worden, maar onduidelijk is dus nog welke methode daarvoor het geschiktst is, mechanochemisch of elektrochemisch. Dat is jammer, want daardoor is het nog te vroeg om inzicht te krijgen in de kosten en de ketenefficiëntie. Het is wat misleidend dat H2Fuel continu een rendement van 'bijna 100 procent' benadrukt, terwijl dit alleen maar gaat over de omzetting in waterstofgas. Daarbij laat het de productie van het waterstofpoeder en de energie die daarvoor nodig is, onbesproken. Regeneratie kost altijd meer energie dan je uit NaBH4 kun genereren.

Op basis van de uitspraken van de TU Delft lijkt het erop dat waterstofpoeder met name voor de scheepvaart interessant is, al moet dat dus nog in de praktijk bewezen worden. Die sector blaast bijna net zoveel CO₂ de lucht in als de luchtvaartsector en moet in 2050 neutraal zijn. Waterstofpoeder is niet de enige potentiële oplossing van het probleem, maar kan er wel een belangrijk onderdeel van worden.

Reacties (120)

120
120
63
13
1
56
Wijzig sortering
Ah, wat word ik toch gelukkig van artikelen over energietechniek. Voordat ik me weer laat gaan met een veel te lange reactie, zal ik een kleine samenvatting schrijven:

Cool, leuk om deze oplossing voor opslag van waterstof te zien. Ik kan me de gebruiksscenario's voorstellen waar zulke hoge (voor waterstof althans) volumetrische energie dichtheden nodig zijn. Toch denk ik dat deze techniek het niet gaat worden (met argumentatie in de rest van het artikel). Maar ik hoop dat we wel in de ontwikkeling van deze techniek blijven investeren. Misschien is het zinnig voor niche toepassingen, en als we veel verschillende (alternatieve) manieren van energieopslag ontwikkelen is de kans het grootst dat we uiteindelijk de beste oplossing vinden. Want hoewel er hard aan een oplossing gewerkt word, is deze (ongeacht wat mensen online allemaal roepen) echt nog lang niet gevonden.

Dan nu een uitleg waarom ik denk dat deze techniek het niet gaat maken: Zoals veel mensen in de reacties hebben opgemerkt zit het grootste probleem (energie technisch) waarschijnlijk in het recoveren van NaBH4 uit het gespendeerde poeder (NaBO2+H2O). In de afbeelding op pagina twee van dit artikel is dit de donkergrijze pijl + inpak proces deel van de voorgestelde cyclus. Niet voor niets is het dat H2Fuel zo weinig informatie geeft over dit proces. Dat dit gedeelte het deel is dat problemen oplevert is geen verassing, er zit één 'fundamenteel' probleem in de cyclus die hier ontworpen is. De cyclus maakt gebruik van directe chemische bindingen (waterstof vormt een molecuul met NaBO2). Dit soort bindingen zijn energetisch zeer krachtig en ervaring leert dat het cyclisch maken en breken van dit soort bindingen meestal rendement problemen heeft. Waterstof productie zelf is natuurlijk een proces waarbij we een binding breken, dit is een relatief simpele binding en we hebben hier nu verschillende oplossingen voor (chemisch en elektrochemisch). Een kritiek op waterstof is dat het rendement van dat proces al relatief laag is. Nu hebben we dus (naast de productie van waterstof die hier voor nodig is) ook nog een andere chemische binding die we steeds moeten maken en breken. (Denk hier bij aan de verbindingen die je bij Scheikunde op de middelbare school als stokjes tussen de atomen moest tekenen, of als jullie zo een mooi molecuul bouwpakket hadden, die staafjes tussen de gekleurde balletjes.) Ik weet niet hoe ver ze nu zijn met de elektrochemische recovery reactie, maar (zonder details van H2Fuel is dit niet meer dan aan grove schatting) ik denk dat dat hun echte complete rendement waarschijnlijk niet hoger dan 10 tot 20% ligt (zonder de H2 productie efficiëntie zelf mee te tellen).

Dan nu toch nog wat voordelen van dit soort chemische verbindingen gebruiken: Deze verbinden zijn vaak energetisch heel erg sterk, het juist aangaan (en breken) van dit soort verbindingen kan heel veel energie vrij laten komen. Hierdoor kun je qua volume (en massa) dichtheid hele grote hoeveelheid energie kwijt. Het heeft misschien gevolgen voor het rendement, maar als applicaties gelimiteerd zijn op volume of gewicht kan het juist een oplossing bieden.

Overigens zijn er buiten het opslaan van waterstof in vloeibare en gas vorm nog andere technieken mogelijk die potentie (niet meer dan dat) hebben. Naast chemische verbindingen zijn er op moleculair niveau ook andere interacties tussen atomen en moleculen. Sommige molecuul types "houden" heel erg van elkaar zonder dat ze een harde chemische verbinding aangaan ook deze oplossingen zijn interessant. Er zijn vaste (en vloei)-stoffen die graag H2 opnemen, helaas is afgifte dan vaak toch nog een probleem. Dit proces noemen we overigens absorptie. Het doel is dat je een vaste stof kan ontwikkelen die H2 best graag opneemt op bijvoorbeeld kamer temperatuur en druk. Als je dan de druk verlaagt (en of de temperatuur verhoogt) kan dat materiaal dan uit zichzelf de waterstof los laten. Je doel is dan een materiaal waar met kleine druk en temperatuur verschillen de "liefde" voor waterstof zo veel mogelijk veranderd. Het klinkt natuurlijk gek dat je door andere vaste stoffen toe te voegen de volume dichtheid van waterstof kan verbeteren, er zitten tenslotte andere atomen die ook ruimte in nemen, maar je kunt op normale drukken en temperaturen waterstof opslaan in zulke materialen met vergelijkbare (volumetrische) energiedichtheden als vloeibare waterstof. Bedenk je wel dat je meer gewicht aan je systeem toevoegt en je gravimetrische energiedichtheid dus omlaag gaat. Een voorbeeld van onderzoek naar dit soort materialen is bijvoorbeeld dit onderzoek: https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0169433222018566?via%3Dihub (ik weet niet of dit artikel vrij toegankelijk is en het is niet een simpel onderzoek om te lezen, maar voor echt geïnteresseerden in hoe dit soort dingen onderzocht worden wel de moeite waard.)

Ik denk dat het dus een beter idee is om te zoeken naar materialen waar waterstof op een andere manier een binding mee aangaat dan een directe chemische binding. Dit verminderd de energie barrières die doorbroken moeten worden bij de vrijgave (of opname in het geval van NaBO2) van waterstof en dit verhoogt waarschijnlijk de efficiëntie. Ook bij dit soort materialen hebben we de heilige graal nog niet gevonden, maar mijn inschatting is dat het vinden van een goede oplossing in dat gebied waarschijnlijker is dan in natriumboorhydride.
Absorptie/dissociatie technieken bestaan al een ruime tijd in de industrie. Het probleem ervan is dat zij niet goedkoop zijn i.v.m. de speciale absorptie materiaal plus de hogere atmosferische druk wat nodig is om te binden.
Ja precies, de energie die je er voor nodig hebt, is gerelateerd aan de druk. En er zijn veel alternatieve materialen voor, maar veelal zijn die duur (en eenmalig zeer energie intensief) om te produceren. En hoewel er veel alternatieven zijn, zijn er nog veel verbeteringen nodig voordat het in een grote waterstof economie gebruikt kan worden. (voor zover we een waterstof economie gaan krijgen, persoonlijk denk ik dat we een geëlektrificeerde economie gaan krijgen waar waterstof één van de vele gebruikte opslag technieken gaat zijn, maar niet 'de' opslag techniek).

Wat ik probeerde uit te leggen in mijn tekst is dat dit soort adsorptie technieken veel meer potentie hebben qua rendement dan technieken die gebaseerd zijn op 'harde' chemische verbindingen. Absorptie word buiten waterstof natuurlijk ook al echt heel lang gebruik in de chemische industrie.
Een probleem wat ik niet terug zie is dat er poeder naar een reactorvat moet worden vervoerd. Het is best lastig om poeder gecontroleerd door een buis te duwen. In het voorraad vat moet het poeder ook goed naar de "pomp" zakken. In de praktijk gaat dit vaak niet zo soepel en ontstaan er vaak holtes rond de "pomp"
Er kunnen ook stof wolken ontstaan en die kunnen in verband met stofexplosies best gevaarlijk zijn.

Probleem is te voorkomen, maar ook daar zal energie voor nodig zijn.
Dat lijkt me idd wel een heel belangrijk punt: vormen natriumboorhydride en natriumbooroxide een risico voor stofexplosies?

Als er een grote stofwolk in de buitenlucht langs een vonk, heet onderdeel of open vlam komt, kan er dan een explosieve kettingreactie ontstaan?
Natriumboorhydride kan inderdaad een stofexplosie veroorzaken, tenzij zowel de lucht als het poeder zeer droog is. De kans is niet zo heel groot (vergelijkbaar met met meel), maar niet uit te sluiten.
Tja, er bestaat al een goed werkend aggegraat, zo staat in het artikel. En er zijn weinig veiligheidsmaatregelen nodig. Dus het zal wel veilig en makkelijk genoeg werken?
Je kan het oplossen in water. Het is immers een zout.
Die mooie energiedichtheid is natuurlijk zonder het water wat er ook nog nodig is. Dat moet je natuurlijk ook meetellen. Dan blijft er zo’n beetje the helft over?

En wat kost the zuivere water? Dat is vast een stuk duurder dan water uit de kraan of uit de fles. Hoeveel energie gaat daarbij verloren? Gedestilleerd water wordt doorgaans gemaakt door het te koken. Water koken is extreem energie-intensief.
Taro Moderator General Chat / Wonen & Mobiliteit @voodooless19 oktober 2022 08:53
En wat kost the zuivere water? Dat is vast een stuk duurder dan water uit de kraan of uit de fles. Hoeveel energie gaat daarbij verloren? Gedestilleerd water wordt doorgaans gemaakt door het te koken. Water koken is extreem energie-intensief.
Voor de volledigheid: Door water te koken maak je geen gedestilleerd water, alleen het verdampte water is puurder. Het gekookte water zelf zal door de verdamping van het pure water uit minder volume bestaan, maar nog wel steeds de originele hoeveelheid extra opgeloste stoffen bevatten en dus zelfs geconcentreerder worden. Het gekookte water wordt dus zelfs minder puur/schoon door het te koken.

Er zijn ook andere manieren om gedestilleerd water te maken. Ik doe dit thuis (tbv een aquarium) bijv. met een osmose apparaat. In dit osmoseapparaat gaat onder 3 bar normaal kraanwater en er komt vrij puur water uit (TDS 7), maar ook afvalwater (TDS 284). Dat afvalwater is prima her te gebruiken voor andere doeleinden (ik vang het zelf op in de regenton en dat wordt daarna weer hergebruikt). Dit proces verbruikt geen stroom, maar werkt op basis van de waterdruk. Het water dat hier uit komt heeft een TDS (Total Dissolved Solids) van 7 en is door o.a. aanvullend een harsfilter toe te voegen nog efficiënter. Een TDS van 0 (100% puur water) is daardoor haalbaar. Maar door al deze filters toe te passen op grote volumes water voeg je natuurlijk ook behoorlijk wat extra kosten toe.

Afijn, door water te koken kan je inderdaad gedestilleerd water maken, maar er zijn ook andere manieren die minder energie verbruiken. Die gebruiken dan echter weer materialen die ook geproduceerd en vervoerd moeten worden, de impact daarvan op het geheel kan ik echter niet goed bepalen. In een industriële omgeving zal je daarnaast waarschijnlijk door middel van pompen de druk verder moeten opvoeren dan 3 bar, ook niet geheel energieneutraal.

[Reactie gewijzigd door Taro op 23 juli 2024 01:56]

Voor de volledigheid: water zuiveren door osmose kost _jou_ geen stroom. Het werkt op basis van de waterdruk, maar die druk wordt ergens gemaakt: in de pompen van het waterleidingbedrijf. En die gebruiken wel degelijk stroom...
Goed punt, echter iets destileren is natuurlijk letterlijk iets verdampen. Reverse Osmose is wat heel anders en levert ook niet het zelfde op. Het stuk zou dus niet moeten zeggen dat ultrapuur water het zelfde is als gedestileerd water.

Volgens wiki:
Bij de bereiding van ultrapuur water wordt vaak gebruikgemaakt van ionenwisselaars. De laatste jaren[(sinds) wanneer?] is het gebruik van membraantechnologie ook sterk in opmars.
Dat is zeker efficienter dan destileren.
Die mooie energiedichtheid is natuurlijk zonder het water wat er ook nog nodig is. Dat moet je natuurlijk ook meetellen. Dan blijft er zo’n beetje the helft over?
Die energiedichtheid is toch inclusief het water? Want dat staat ook z'n waterstofatomen af:
In de totale reactie komen er uit de natriumboorhydride per molecuul dus vier waterstofatomen (4 H) vrij en uit het water per twee moleculen eveneens vier. De totale opbrengst betreft acht waterstofatomen (8 H) en een reactiewarmte van 5,7MJ per kg natriumboorhydride.
Ik dacht dat je het met water in aanraking moest laten komen om de waterstof vrij te laten komen. Dat betekent dus dat je in je boot naast een tank natriumboorhydride ook een tank water mee moet nemen.

De totale energiedichtheid van je 'accu' is dus het totale volume van die twee tanks gedeeld door de totale energie die je eruit kunt halen. Je kunt naar mijn idee niet zomaar het water achterwege laten bij die berekening.
Voor scheepvaart geldt dat ze alleen een waterzuiveringentoestel mee moeten nemen. Water is in overvloed aanwezig rondom het schip.
Op land is niet overal voldoende water beschikbaar en dat kan best een probleem worden. Voor gebruik in (vracht) auto's, treinen en eventueel vliegverkeer is het meenemen van een plens water zeker een probleem wat niet onderschat moet worden. In Europa waren er afgelopen zomer al problemen om overal voldoende drinkwater te krijgen. Als auto's enz. dan ook nog eens om grote hoeveelheden superschoon water gaan vragen, dan hoeft je geen professor te zijn om de potentiële problemen te zien.

Zoals veel veelbelovende uitvindingen kleven er in de praktijk toch een aantal nadelen aan Natriumboorhydride / oxide die de voordelen grotendeels teniet doen. De veelbelovende uitvinding blijkt dan in de praktijk veel minder gunstig dan voorzien en raakt weer in de vergetelheid.
Gedestilleerd water kan worden gemaakt door water te koken en de stoom weer af te koelen tot water (condenseren).
Om het water echt schoon te maken kan het nodig zijn om het proces nog een keer te herhalen.
Het is ook mogelijk om water door middel van een omgekeerd osmose proces. Dat laatste kost aanzienlijk minder energie.
Okay. Het is dus gewoon een variatie op een chemische accu, je slaat energie op dmv een chemische reactie en haalt het er ook weer uit. Wat ik in het artikel mis is, wat is de efficiëntie van het hele Process, en hoe hoog is de energiedichtheid, zeg maar de twee belangrijkste gegevens.
In principe hoef je het helemaal niet ver te vervoeren, mits dit proces efficiënt is, kan je het grootste probleem van PV en Windenergie hiermee aanpakken, het productieoverschot op winderige en zonnige dagen opslaan en het er weer uit halen op donkere windstille dagen.
Het gebruik in Schepen is imho lang niet zo interessant als dit.
De punten qua energiedichtheid die je aanhaalt zijn (nu wel) vermeld in het artikel. Het benaderd de energieke opslag van diesel, en dat is belachelijk goed. De totale efficiëntie van het hele proces is nog moeilijk te bepalen omdat er meerdere stappen voor nodig zijn en het variabel is als je de winning van borax en zuiveren van water meetelt. Ze zouden wel een optimale kunnen doen van volledig gerecycled materiaal, i.e. dus enkel de energie die nodig is om de reactie naar NaBH te vervullen. Ik moet zeggen dat uit dit artikel het wat lastig op te maken is waar die knelpunten in energieomzetting zitten. Bij gasvorm van H2 zit de knelpunt bij het onder druk zetten van het gas, daarin zit het leeuwendeel van energieverlies van waterstofproductie. Dus het belooft veel omdat deze stap dus niet nodig is en je veel dichter bij de directe omzetting van energie kan zitten. Waarschijnlijk zullen de huidige praktijkvoorbeelden opgezet zijn om deels deze vraagstukken te beantwoorden.

Ik denk dat ze ook schepen aanhalen omdat dit één van de probleemkinderen van de transitie (nog) is, er zijn al een aantal "doorbraken" voor tijdelijke opslag op het land, evenals het direct omzetten van water in waterstofgas voor langdurig opslaan, maar ook in beter energievervoer verspreid over het continent om duurzame energie efficiënter te benutten.

[Reactie gewijzigd door Brattoes op 23 juli 2024 01:56]

De punten qua energiedichtheid die je aanhaalt zijn (nu wel) vermeld in het artikel. Het benaderd de energieke opslag van diesel, en dat is belachelijk goed.
Ja, ik zie het, helaas per liter en niet per KG, wat natuurlijk in schepen vooral van belang is.
Edit, op wikipedia lees ik 1,0740 g/cm³ soortelijke dichtheid. Diesel heeft 9,8 kWh/l en dit 7,4 wat goed is idd
De totale efficiëntie van het hele proces is nog moeilijk te bepalen omdat er meerdere stappen voor nodig zijn en het variabel is als je de winning van borax en zuiveren van water meetelt. Ze zouden wel een optimale kunnen doen van volledig gerecycled materiaal, i.e. dus enkel de energie die nodig is om de reactie naar NaBH te vervullen.
Als je de borax telkens opnieuw kan gebruiken, kan je het winnen van de borax eventueel buiten beschouwing laten.
Maar laat ik het zo zeggen, mijn buikgevoel zegt me, dat als de efficiëntie niet genoemd wordt, zal dat niet iets zijn waar ze heel trots op zijn.
Maar goed, om een liter diesel te maken heb je ook een slordige 7 kWh/l nodig, dus eigenlijk haal je uit een liter diesel maar 2,8 kWh/l.

[Reactie gewijzigd door Jan Onderwater op 23 juli 2024 01:56]

Waarschijnlijk is het ook moeilijk te bepalen wat de efficiëntie is vanwege alle deelstappen waarbij het dan lastig te bepalen is hoeveel energie je gaat bepalen als je stappen kunt overslaan of in een keer kunt doen. Het lijkt er dus op dat nog niet bekend is hoe efficiënt het kan zijn om die poeder zo te maken als het eenmaal opg3zet wordt in een productie lijn.
Wat is de warmte opbrengst van de omzetting naar waterstofgas, is dat zoveel dat daar een huis mee te verwarmen is ?
Het benaderd de energieke opslag van diesel, en dat is belachelijk goed.
Ik volg die conclusie niet "belachelijk goed" helemaal. Diesel is een vloeistof, dus is een vaste stof met dezelfde capaciteit niet bepaald opmerkelijk goed te noemen, en daarnaast is de omzetting naar diesel toch al geen hoog efficiënt precies? Naar mijn idee is in de buurt van diesel komen zo ongeveer het minste wat je mag verwachten.
Het is denk ik de combinatie met de andere kenmerken van waterstofenergie dat het belachelijk goed maakt. Diesel is niet hernieuwbaar en vervuilend.
Dat is van de stof zelf, maar je moet ook het volume/gewicht van het benodigde water meetellen voor een eerlijke vergelijking van hoe toepasbaar het is in transport. Gedestilleerd water schep je niet JIT uit de lucht zoals zuurstof in de ICE. Dat moet je ook meezeulen in een opslagtank. En als je de NaBO2 ook nog moet opslaan na afloop, dan verlies je eigenlijk alleen het gewicht van de H2 naarmate je je tanks leeg rijd, je moet dus ook continue meer meezuilen. Op een vaste locatie maakt dit minder uit, maar je moet er wel rekening mee houden dat er ook nog wat energie gaat zitten in het benodigde gedestilleerde water.

Iemand die beter is dan mij met scheikunde kan vast wat uitrekenen aan de hand van de volgende formule:
NaBH4 + 2 H2O —> NaBO2 + 4 H2 + warmte

En dan is de vraag op de opgegeven energiedichtheid inclusief verder gebruik van de vrijgekomen H2 is of niet.

Dus de energiedichtheid is niet duidelijk in het artikel gegeven. Hoe dat zich verhoud tegenover andere waterstof carriers of waterstof zelf in de praktijk is ook niet duidelijk.
Inderdaad wordt er veel ingegaan op toepassingen voor transport maar mijn inziens te weinig als opslag van energie. Terloops wordt wel het volgende genoemd:
Verder kan natriumboorhydride ook heel relevant kan worden voor de import van waterstof. We zullen nooit zelf voldoende waterstof kunnen produceren om in de eigen behoefte te voorzien. We zullen dus afhankelijk worden van elders geproduceerde waterstof, vooral uit landen met veel zonuren.
Als de efficiëntie voldoende zou zijn zou dit natuurlijk wel een game changer kunnen zijn. We zouden de hele Sahara vol kunnen zetten met zonnepanelen en die energie als poeder kunnen importeren. Wel vooral theoretisch want daarvoor moeten natuurlijk nog wel een aantal praktische en politieke uitdagingen overwonnen worden.
Lijkt me nu juist een belangrijk leermoment wat we op het moment meemaken is dat we qua energie zoveel mogelijk niet afhankelijk moeten zijn van landen buiten de EU.
Buiten het midden oosten zijn er natuurlijk ook wel wat landen waar we betere relaties mee hebben, die ook grote oppervlakten met veel zonlicht hebben. Bijvoorbeeld het zuiden van de Verenigde staten en grote delen van Australië.
Klopt, maar dan moet je het nog steeds met bulkschepen vervoeren, en de grondstoffen weer terug. Je kan beter het niet vervoeren en zorgen voor meer wind en zonnestroom hier. Kan je zonder verlies alle vraag dekken op het moment dat je overproductie hebt met wind en zon, en dit poeder maken, en het poeder gebruiken als er te weinig productie is.
Dan bespaar je ten eerste het transport en ten tweede heb je minder nodig,
We moeten ook zeker inzetten op dit soort oplossingen binnen Nederland en de EU. Maar het één sluit het ander niet uit. Ik denk niet dat het realistisch is om te denken dat we geheel onafhankelijk kunnen worden van anderen. Je zou dus ook binnenlandse productie kunnen inzetten voor direct gebruik, en voor lange termijn reserves Natriumboorhydride kunnen inkopen bij landen die naar verhouding veel meer mogelijkheden hebben in de vorm van zonnig oppervlakte.
Ik zie ook wel gigantische opslagplaatsen van dit poeder voor me, te gebruiken in tijden van nood.
Wat ik in het artikel mis is, wat is de efficiëntie van het hele Process, en hoe hoog is de energiedichtheid, zeg maar de twee belangrijkste gegevens.
Uit het artikel:
In droge vorm bevat waterstofpoeder 7,6kWh per liter. Dat komt in de buurt van gedestilleerde diesel, die circa 10kWh energie per liter bevat.

Over de efficiëntie van het gehele proces staat benoemd dat H2Fuel daar geen antwoord op geeft. Er werd gesuggereerd dat ze daar bewust geen openheid over geven.
Hoe zeldzaam zijn deze stoffen? Hoe (schoon) wordt het gewonnen? Zijn we afhankelijk van bepaalde gebieden/overheden? Zitten we hiermee wéér vast aan de grillen van producenten of kan je hier op relatief kleine schaal ook iets mee? Stuk voor stuk ook vragen waarover ik weinig kan vinden in dit artikel (of heb ik eroverheen gelezen?)
Daar staat toch wel het één en ander over? Amerika en China worden genoemd als grote producenten van Borax. Het is niet zeldzaam. Daarnaast kan het hergebruikt worden. Of is het artikel misschien gewijzigd nadat jij het gelezen hebt?
Dat zou kunnen maar lijkt me sterk, ik denk eerder dat ik er zelf overheen gelezen heb. Tnx voor de verduidelijking :)
Even over de productie van waterstof. Is het produceren ervan niet logischer om dat te doen met waterkracht? Iets in mij zegt dat de energie die je opwekt met wind en zonnepanelen beter om kunt zetten in gebruik van energie dan in een nieuwe energiebron.
Ik spreek mezelf tegen merk ik, maar toch. Rendement lijkt me beter in het geval van waterkracht, grondstof is gelijk bij de hand en opslag van de waterstof kan daar ook direct. Bij wind en zonne-energie lijkt me dat minder efficiënt en minder groen.
En is dat in Nederlandse haalbaar?
Een leek….
Waterkracht kan je sturen, je kan stroom maken bij piekvraag, en door water omhoog te pompen ook energie opslaan. Dat is erg belangrijk en waardevol voor het stroom net.
Zon en windkracht wekken stroom op als de wind waait en zon schijnt. Dat betekent dat je dan bij geringe vraag een overschot hebt.
Verder is op piekvraag moment de prijs hoog, en overschotten zijn goedkoop, kunnen zelfs een negatieve prijs hebben.
Kortom, je kan waterstof het beste maken uit zon en wind overschot dan uit waterkracht.

FYI, landen met veel stuwmeren nemen overschotten af om te pompen, en laten zich een veelvoud betalen bij leveren op piekmomenten.

Het maken van waterstof uit waterkracht is opslag van energie gebruiken om energie op te slaan. Super zonde en inefficiënt
Op het 'land' kan H2 makkelijker in het toekomstige net worden gepompt en worden opgeslagen in lege zoutkoepels. Het is harstikke zonde om er boorhydride van te maken. Gaat ten kosten van efficientie en het is behoorlijk duur spul.
Veiligheid is ook niet alles, boorhydride is dan wel minder explosief, maar het mag niet in contact komen met open lucht. Het reageert namelijk ook met water uit de lucht. Verder kan het giftig zijn.
Lang verhaal, maar dit is het probleem, volgens Wikipedia:

"The hydrogen can be released by simple hydrolysis of the borohydride. However, this solution would need a cheap and efficient method to recycle the hydrolysis product, sodium metaborate, back to the borohydride. No such process was available as of 2007."
Op zich is het niet erg als het veel energie kost, als we die energie dan opwekken met bijvoorbeeld zonnepanelen in Afrika. Met waterstofgas is dat een ding omdat het dan vrij duur is om het hier te krijgen (lage energiedichtheid). Maar deze stof maakt dat (denk ik) voordeliger.

Maar goed, wie durft het om een mega zonnepanelen park neer te zetten in een Afrikaans land.
Dat zonnepanelen park was en is het probleem niet.
De geproduceerde energie naar Europa krijgen is het probleem. Dat doe je niet met hoogspannings kabels.
Waarom niet ?

Wel eens gehoord van de NorNed-kabel ?
Kan 700 MW aan over bijna 600 km lange hoogspannings kabels.
Dat zonnepanelen park was en is het probleem niet.
De geproduceerde energie naar Europa krijgen is het probleem. Dat doe je niet met hoogspannings kabels.
Ik ben het eens met @rsbroer. Je kan het wél doen met hoogspanningskabels. In China ovebruggen ze duizenden kilometers met HVDC-kabels.
Zhundong–Wannan is een 1100kV lijn, en overbrugt 3324km.
Met gelijkspanning heb je geen last van de capacitieve stromen die gaan lopen, welke bij een kabel voor veel extra verliezen kunnen zorgen. Het lijkt me dat er een een HVDC kabel wel nog lekstroom verliezen zijn, afhankelijk van de dikte van het isolatiemateriaal.

Bij wisselspanning is het veel minder interessant om een hoogspannings kabel te gebruiken door deze capacitieve verliezen. Bij een normale hoogspanningsleiding zit er redelijk wat afstand tussen de fasen en bestaat de isolatie uit lucht. Verder is de dielectrische constante van lucht 1 en die van kunststof tussen de 2 a 3, wat de capaciteit verder vergroot.
Je kunt de poeder ook in Afrika maken naast die zonnepanelen en dat weer gaan transporteren..
Doe je echter niet in het midden van de Sahara waar geen water voorhanden is.
De energie naar Europa gaat via het geproduceerde waterstofpoeder natuurlijk.
Het is grappig hoe wij in Europa denken dat we voor ons gewin zo makkelijk zonnepaneelparken kunnen plaatsen in Afrika.
Dit klinkt al bijna op neokolonialisme.
Zouden we hetzelfde doen ten behoeven van energiewinning voor Afrika, zou het land te klein zijn, zouden volksstammen protesteren tegen de lelijke zonnepanelen i.p.v. bv de weilanden, gaan we het hebben over traditie en dat als je aan Nederland denkt je weilanden ziet en geen zonnepanelen etc etc etc.

Even voor de duidelijkheid, Afrika is niet alleen kinderen met opgezette buiken van de honger, mensen die geen werk hebben, oorlog, armoede. Het beeld dat veel mensen hebben van Afrika is fout, Afrika is zoveel meer dan alleen het beeld wat velen hebben van de tv. Afrika is vooral een werelddeel wat NIET van ons is. Waar we mogelijk mee kunnen samenwerken, maar hoe je het ook bekijkt, zal het ons heeeeeeel veeeeel geld kosten, immers de Afrikanen willen er nu ook voor betaald worden en juist dit zit de gehele energietransitie in de weg. Anders hadden we de gehele Sahara vol gelegd met zonnepanelen en was het Russische gas niet eens meer nodig geweest.
Het idee van neokolonialisme in deze situatie vind ik zelf niet zo van toepassing, omdat het hier om commerciële verkoop zou gaan. Als bepaalde Afrikaanse landen een substantiële en stabiele inkomstenstroom willen hebben middels de verkoop van de door hen geproduceerde natriumboorhydride dan willen wij het graag kopen. Lijkt me in potentie een win-win-situatie.

Helaas hebben de olieboringen en de winning van andere natuurlijke hulpbronnen laten zien dat sommige arme landen voor de quick-fix gaan: mijnrechten worden voor (in hun ogen) hoge bedragen verkocht aan commerciele bedrijven die vervolgens megawinsten maken zonder dat het land deelt in de winsten. Tsja, dan schiet een land er niet zoveel mee op. Als natriumboorhydride dus in een zonrijk land geproduceerd gaat worden dan is het wel belangrijk dat dit land grotendeels zelf de exploitatie doet (en dus ook grotendeels zelf profiteert van de opbrengsten).
^ dit.

In een samenwerkingsverband met een stabiel Afrikaans land zou er samen kunnen worden gewerkt aan de bouw van een winningsbedrijf. In ruil voor een deel van de opbrengsten gedurende een vaststaande periode, kan een Europees bedrijf of land dit (mee)financieren.

Door dit te doen, hou je de kennis bij en voor het Afrikaanse land. Ze zijn 100% eigenaar van de fabriek, houders van de kennis en de opbrengst kunnen ze vrij verhandelen (op het deel uit de afspraak over financiering na dan, maar daar kan een einddatum an zitten uiteraard).

Dat is m.i. de enige eerlijke manier.

Wat (met name) China nu doet, is niet eerlijk. Ze overtuigen de leiders van het Afrikaanse land om de mijnrechten voor een habbekrats te verkopen in plaats van verpanden. De rechten komen dus nooit meer in handen van het Afrikaanse land in kwestie. De opbrengsten (zowel in grondstoffen als in geld) gaan linea recta richting China en op de oorspronkelijke aankoopsom na, verdient het Afrikaanse land er dus niets aan. Daar komt nog bij dat de ecologische impact wel voor rekening van het Afrikaanse land is.

Zo houd je de ongelijkheid in stand. Dat is pas neokolonialisme.


Uiteraard heeft zo'n constructie ook nadelen. Ook voor ons als geldschieter.

Ten eerste ben je erg afhankelijk van de stabiliteit van het betreffende land. Als daar de pleuris uitbreekt, kun je zwaaien naar je samenwerking.

En als het land kwaad wil, kan het zich gaan gedragen als een soort OPEC: productie terugschroeven om zo de prijs hog te houden.

Vanuit ons referentiekader zijn beiden onwenselijk, maar vanuit het referentiekader van het Afrikaanse land is punt twee natuurlijk wel wenselijk.

Het derde punt is de kwetsbaarheid van het transport. Je ziet dat nu ook met Nord Stream 1 & 2, die met een enkele handeling van een externe agent nu jaren buiten gebruik gaan zijn.

[Reactie gewijzigd door Heroic_Nonsense op 23 juli 2024 01:56]

Sorry hoor, maar wtf? Nergens zeg ik dat we de mensen die daar wonen moeten onderdrukken en/of exploiteren.

Je kan hier prima een win-win situatie van maken, denk aan gratis stroom + drink water voor de bevolking, denk aan ontwikkelingshulp, denk aan banen, etc. Ja, wel onder (strikte) voorwaarden. Want wat je absoluut wilt voorkomen is dat er weer een of andere krijgsheer/dictator al het geld/water/stroom krijgt om de bevolking te onderdrukken.

De rede waarom ik zeg "wie durft" is omdat je als bedrijf echt een mega risico aangaat in veel van die landen omdat stabiliteit vaak erg ver te zoeken is. De enige manier om de stabiliteit voor een mega park als dit te realiseren is het op een manier te doen waarbij de bevolking ook voldoende mee profiteert en zo doende het land stabiliseert.

Ik ben ook sterk van mening dat ideeën als dit de enige manier zijn om de vluchtelingenstroom te stoppen. Je moet het leven in de landen van oorsprong verbeteren.
Hahaha grappig, duidelijk een antwoord van iemand die totaal geen idee heeft van hoe het in Afrika eraan toe gaat. Gratis stroom + drinkwater, krijgsheer, oh je dacht dat heel Afrika eruit ziet als de beelden die je ziet tijdens Giro 555 acties. Als je al dit soort zaken zou doen krijg je te maken met o.a. landen als Marokko (dicht bij Europa) en Marokko is alles behalve een land dat jij in je hoofd hebt als je het over Afrika hebt. Ten eerste een land, zonder een water probleem, zonder krijgsheren/oorlog en heel stabiel. Marokko is wel een land met grote tegenstellingen, maar zeker geen land met armoede zoals jij het in je hoofd hebt en wat je klaarblijkelijk hier verkondigd. Dat er geen sociale vangnetten zijn en dat de welvaart er daar anders uitziet dan wat wij hier in het westen gewend zijn, wil niet betekenen, dat het daardoor geen welvaart kent. In tegenstelling tot het Westen zit Marokko o.a. al jaren in een economische groei, ondanks de verschillende crisis. Dat de economie niet op het niveau is van het Westen (Europa) maakt het niet automatisch een 'arm' land.
Ze hebben ook iets meer ruimte. Als het commercieel interessant voor ze was zetten ze west Sahara zo vol met zonnepanelen, ze laten het niet voor het uitzicht (uitgestorven) of de natuur (ook uitgestorven).
Wij in Europa hebben uiteraard ook voldoende ruimte, neem een voorbeeld aan Spanje, Frankrijk en Italië (qua zonuren). Europa bestaat natuurlijk niet alleen uit Nederland.
Marokko is bijvoorbeeld al de nummer 3 van de wereld in het opwekken van zonne-energie: https://www.rtlnieuws.nl/...rale-ter-wereld-de-sahara

Echter het volstaat nog niet om te voldoen aan 100% van de eigen behoefte, laat staan aan die van Europa. Dit volstaat voor 14% aan de eigen energiebehoefte, maar ook hier zoals alles ter wereld waren er externe investeerders nodig, maar niet met voorwaarden dat energie door moet stromen naar Europa en al helemaal niet dat ze daardoor drink water krijgen zoals eerder gemeld werd.
En zoals ik het al vaker hier in dit bericht heb gemeld, Afrika bestaat niet alleen uit landen die je bij Giro 555 ziet.
ACM Software Architect @Da_Teach19 oktober 2022 07:41
Maar goed, wie durft het om een mega zonnepanelen park neer te zetten in een Afrikaans land.
Los van de politieke instabiliteit (en ja, dat is understatement voor sommige landen daar), zit je ook met gebrek aan infrastructuur voor de bijbehorende logistiek. Of domweg met een gebrek aan bruikbaar water.

In landen in/rond de Sahara zoals Mali, Niger en Tsjaad is vast wel veel plek om flink wat zonuren op te vangen... maar hoe kom je daar aan het water dat je voor elektrolyse nodig hebt en hoe komt waterstof(poeder) daarna bij de eindgebruiker? De stroom zelf via kabels exporteren is dan wellicht realistischer, maar vast ook niet triviaal in dat woestijnlandschap.

Voor landen die aan de kust liggen zal dat wat makkelijker gaan. Marokko is vziw nu al flink aan de slag met zonneinstallaties. Ook in Tunesië, Algerije, Libië, Egypte en Soedan zou ik verwachten dat er wel wat mogelijk is, voor zover er niet al aan wordt gewerkt. Maar tegelijkertijd zijn die kustgebieden ook typisch de plekken waar het gros van de bevolking woont. En hoe verder die zonneinstallaties uit de kust worden geplaatst, hoe groter de logistieke uitdagingen dan worden om daar waterstof(poeder) mee te produceren.
In Spanje is ook al genoeg zon. Je hoeft niet zo ver te gaan.
ACM Software Architect @Marve7919 oktober 2022 07:56
Klopt, maar ik reageerde dan ook op de dat het in Afrika wel zou moeten lukken :)

Spanje zal inderdaad ook logistiek veel simpeler zijn.
Je kan daar Italië ook bijvoegen.
thetruesize.com
Je kunt daar in het zuiden met een gemak een gecombineerd gebied ter grootte van de flevopolder als zonneinstallatie neerzetten.


Daarnaast kunnen ze in Italië relatief makkelijk geowarmte gebruiken ivm de verschillende breuken,
https://en.wikipedia.org/wiki/Geothermal_energy_in_Italy
https://en.wikipedia.org/wiki/Geothermal_power_in_Italy
Daar zit veel meer in.


Dat gaat niet betekenen dat je 100% groen gaat worden maar je kunt best wel snel 50% reduceren op je uitstoot.
Zie mijn post boven de jouwe, voldoende investeerders dus.
Zou ook interessant zijn voor Australië. Bijvoorbeeld voor de scheepvaart in Azië / Oceanië.

Daarnaast draaien er nog vrij veel kleinschalige gemeenschappen in Australië op dieselgeneratoren. Ik hoorde laatst dat zij verantwoordelijk zijn voor ~50% van de uitstoot in het land. Maar heb dat zelf niet geverifieerd.
Je gaat er aan voorbij dat het huidige gasnetwerk te upgraden valt voor waterstof. Dan transporteer je het per buis. Hier wordt al druk aan gewerkt. Poeder zal per vrachtschip of vrachtwagens gaan. Een stuk minder efficient.
Je hebt gelijk. Zeker voor industrie zal dit het geval zijn. Daarnaast zijn in specifieke gevallen andere panden ook (nog) niet of slecht op een andere manier van energie te voorzien en wordt dit ook als een mogelijke oplossing gezien.
Het financiële en milieu-effect zal voorlopig zo zijn dat je beter de energie kunt gebruiken die opgewekt wordt dan die energie steken in een proces met een grote factor verlies om tot een andere energie-bron te komen. Het argument dat we energie gebruiken die we over hebben is wat flauw. We hebben op sommige momenten en plaatsen even energie over. Langdurig en op grote gebieden niet. Daarom is energie ook duur. Energie opgewekt in Afrika kun je beter gebruiken in Afrika totdat het continent grote delen van het jaar energie over heeft tov lokale behoefte.
Ja, Afrika kan beter de energie zelf gebruiken, maar het probleem daar is dat de landen zowel economisch and politiek onstabiel zijn. Op een dusdanige manier dat ik niet verwacht dat dit snel gaat gebeuren. Een project als dit kan die stabiliteit [indien goed opgezet] wel leveren.

Eigenlijk zou je dit als europeesproject willen zien, geen winst, puur koste dekkend, en elke "winst" naar de bevolking van dat land. Je helpt daarmee de bevolking daar en tegelijk help je Europa met minder vluchtelingen.
Het argument dat we energie gebruiken die we over hebben is wat flauw.
Energie opslaan dat we niet gebruiken wordt de nieuwe realiteit. Als je voldoende duurzame elektriciteit wilt opwekken zodat je kan afstappen van fossiele brandstoffen dan moet je nou eenmaal meer produceren dan je gemiddeld nodig hebt. En ook een kerncentrale wil je niet afschalen als je de op dat moment overtollige energie ook kan verkopen.
Ja dat is ook niet wat ik bedoel. Wat ik bedoel is dat waterstof een relatief onzuinig proces is om van elektriciteit naar waterstof naar benutbare energie te gaan voor bijvoorbeeld transport. Het tegen-argument daarbij is vaak dat we de energie kunnen gebruiken die we over hebben. Of dat we alleen maar overal zonnepanelen hoeven neer te leggen.

De energie die je overhebt kun je relatief efficiënt binnen 24 uur alsnog benutten. Energieopslag zal zich vooral decentraal afspelen nabij de decentrale levering en niet centraal waar je waterstof kunnen maken etc. Daarnaast wil je gebruik en beschikbare energie dichter bij elkaar krijgen door prijsprikkels.

Waarom niet het transport regelen met hyperloops op basis van lokale zonne-energie en wind energie icm kern-energie voor stabiliteit netwerk. Dit in plaats van gebruik maken van oplossingen die lijken op de oplossingen die we kennen van fossiele brandstoffen (vliegtuigen, vrachtauto's). Busjes voor lokale levering kunnen prima direct elektrisch. Verre reizen en ver transport kunnen zo veel energie-efficienter lijkt mij.

Vraagt wel meer om een ontwerp benadering dan een incrementele ontwikkel benadering.
Of je een business case hebt hangt onder andere af van inkoopprijzen, exploitatiekosten, opslagkosten, leverkosten, efficiëntie van omzetting, verkoopprijzen. Efficiëntie is maar een belangrijk maar klein deel van de puzzel. Het gaat er uiteindelijk om of je waterstofpoeder kan produceren en leveren op een manier die kan concurreren met andere methoden zoals batterijen en waterstofgas. Als je kijkt naar de sterk fluctuerende elektriciteitsprijzen dan zijn inkoopkosten van elektriciteit en hoe vaak elektriciteit voor een gunstig bedrag beschikbaar is veel bepalender.

Maar dat is ook gelijk het probleem, het vooralsnog lastig te voorspellen wat de elektriciteitsprijzen gaan doen. Als veel bedrijven of consumenten gebruik gaan maken van de dalprijzen dan zal de vraag op die moment weer toenemen waardoor de prijzen tijdens die moment weer toenemen en variatie afneemt.
Zonnepaneel in de woestijn in moet je ook schoon maken, en verrassend genoeg is water daar een probleem.

Er was een groot consortium dat panelen in de sahara wou zetten, maar het is stil geworden.
Zijn wel oplossingen voor schoonmaak, statische electriciteit en borstelen kom je al ver mee.

West Sahara ligt politiek gevoelig en dan is Marocco nog het meest stabiele land in de regio.
Stapje voor stapje zou dat toch kunnen? En bijvoorbeeld Egypte is een redelijk stabiel land.

Verder vraag ik me af of je waterstofgas niet net als aardgas kunt afkoelen en vloeibaar kunt maken. LHG dus...
Maar om mezelf maar te antwoorden even opgezocht:

However, the liquid density is very low compared to other common fuels.
Waterstofgas wordt pas vloeibaar bij -253°C. Dat is extreem koud, dicht bij het absolute nulpunt (−273°C of 0 Kelvin). Je zou dus gedurende het transport het waterstof moeten koelen tot die temperatuur. Dat kost erg veel energie en is daarmee eigenlijk geen reële optie voor de meeste toepassingsscenario's.
Als je geen gasleiding hebt dan is voor vervoer vloeibaar maken de commerciële optie, is nu al het geval. Goedkoper vloeibaar vervoeren per tanker dan als gas.
Maar dat is in kleine (relatief dan; formaatje oplegger vrachtwagen) containers onder grote druk (want dan wordt waterstof ook bij een wat hogere temperatuur vloeibaar).

We hebben het hier in dit scenario echter over enorme hoeveelheden waterstof. Dat zijn dus erg veel opleggers.
Als het voor de druk nodig is word het een array van cylinders, maar ik vermoed dat het efficiënter is om het kouder te houden.
Staat in het artikel
Vloeibare waterstof (LH2) heeft een hogere energiedichtheid en is wat praktischer in gebruik. Het grote nadeel ervan is dat waterstof pas vloeibaar wordt bij een temperatuur van −252,8°C, slechts 20°C boven het absolute nulpunt, althans, bij 1 atmosfeer. Bij een hogere druk ligt het condensatiepunt wat hoger.
Lage energiedichtheid is één ding wat transport van waterstof duur maakt, maar ook de problemen met langdurige opslag en alle apparatuur die je nodig hebt om je waterstof onder druk te houden. En dan hebben we het nog niet over transportverliezen. Daar staat weer tegenover dat je het (met transportverliezen) weer wel door een buis heen kunt stouwen. Wat dat betreft zou een vloeistof als drager nog gemakkelijker zijn.

Mooiste is dat je alleen het poeder hoeft te verkassen. Gedestilleerd water kun je in grote delen van de wereld wel maken.
Maar dat is dus wel degelijk een probleem vandaag de dag. Stel je even voor dat je dat in Afrika gaat opwekken, dan moet je voor de efficientie ook nog eens al het transport gaan meerekenen ook. Als je uiteindelijk 10x zoveel energie nodig hebt dan een alternatief dat hier ogpewekt kan worden en in bijv. een batterij kan opgeslagen worden, is het dan nog interessant?

Er zal zeker een markt ontstaan voor dit soort producten, maar het zal van vele factoren afhangen voordat we weten of deze oplossing commercieel zelfs maar haalbaar is.
Maar goed, wie durft het om een mega zonnepanelen park neer te zetten in een Afrikaans land.
Xlinks bijvoorbeeld. :) We moeten meer samenwerking zoeken met Noord Afrika, wij brengen investeringen en stabiliteit en zij kunnen ons goedkope groene energie leveren en door de investeringen en stabiliteit zal ook de migratie afnemen.

Landen als Tunesie en Marokko moet je zo dicht mogelijk tegen je aan binden en hebben de potentie om stabiele democratieen te worden met gezonde economieen.
Maar goed, wie durft het om een mega zonnepanelen park neer te zetten in een Afrikaans land.
Marocco? Die hebben nu al de grootste concentrated solar power plant en bouwen daar nog een groot aantal panelen bij. In totaal goed voor 582 MW. Kijk maar eens op Noor Solar.
Ik denk dat hun patent dus precies datgene is wat dit probleem oplost. het gebruik van ultrapuur water om de NaBO2 terug om te zetten naar NaBH4. Daarvoor hadden ze dus naast H2 ook ultrazuiver water nodig, want als dat het niet is gaat de efficientie naar 30-50%. Altans, dat is wat ik begrijp uit dit artikel en hun website als non-chemicus. En wellicht is de Sodium metaBorate ook anders dan de NaBO2 die ze in dit artikel beschrijven, een chemische formule kan werkelijk een andere structuur hebben.

[Reactie gewijzigd door Brattoes op 23 juli 2024 01:56]

Voorzover ik weet moet het met electrolyse van het gesmolten materiaal, beetje als aluminium. Erg energie intensief.
Ik snap dat dit proces een vervoer/opslagprobleem kan oplossen. Hoewel het ook weer een nieuw vervoersprobeem toevoegt want het residu moet ook weer terug om hergebruikt te worden.

Maar wat ik een beetje mis in dit verhaal: de energie-opslagcyclus voor waterstof heeft inherent al flinke verliezen. Stroom omzetten in waterstof, later weer terug in stroom, je bent ongeveer de helft van de energie kwijt gedurende dit proces. En dan gaan we nu nog een hele cyclus daar aan toevoegen, namelijk de waterstof omzetten in poeder waarbij opnieuw energie (en grondstof) nodig is. Hoe energie-efficiënt is deze complete cyclus nog en hoe verhoudt dit zich tot alternatieven?
De retourstroom is niet altijd een probleem. Als de poeder per vrachtwagen, trein of schip wordt vervoerd, dan moeten die ook weer terug om nieuwe voorraad te halen. In plaats van leeg terug rijden of varen (wat de tankauto's met brandstof nu doen) nemen ze gewoon het gebruikte poeder mee.

Het omzetten van stroom in waterstof levert altijd een verlies op. Dat is een discussie die al vaak op Tweakers te lezen is. Hier staat dat eigenlijk buiten de discussie omdat het hier puur gaat over de praktische voor en nadelen van het binden van waterstof tot een poeder. Het binden aan poeder voorkomt in elk geval de noodzaak tot het comprimeren van waterstof tot 700 of 900 bar. Dat bespaart dus een deel van de benodigde energie. Ook het maken/vervoeren van opslag tanks voor waterstof is niet meer nodig.
Ik denk dat je juist helemaal niet moet willen vervoeren, maar, als dit Process efficiënt is, dit naast wind, zonnestroom en eventueel Kernenergie in Europa moet zetten, om de Pieken in productie op te vangen en daarmee de dalen op te vangen. Dat maakt Wind en Zon veel efficiënter, want het probleem daarmee is dat je stroom maakt onafhankelijk van de hoeveelheid vraag. Dezelfde reden waarom ik een accu aan mijn PV heb hangen en daarmee de autarkie over een jaar van 50-60% naar ca 90% trek.
Dit was inderdaad ook mijn 1e gedachte.
Als je dit grootschalig op een paar locaties opzet als opslag van energie dan heb je veel minder last van het vervoeren van de verschillende stoffen. Mogelijk nog het demi-water, maar dat zou je evt ook (deels) lokaal kunnen maken.

Eén van de knelpunten waar de energiemarkt nu tegenaan loopt is juist de opslag van energie. Het feit dat afgelopen zomer PV-installaties al afgeknepen werden omdat er een energie overschot was, is al een pijnlijk teken aan de wand.

Efficiëntie verbeteringen komen vaak ook weer met voortschrijdend inzicht als een principe ingezet wordt (kip-ei verhaal), tenzij je tegen bepaalde natuurkundige limieten aanloopt.
Als lokale opslag zijn er genoeg andere technieken die gemakkelijker zijn te realiseren. Naar gelang de locatie kan je er gewoon waterstof van maken, of lucht (of CO2) mee comprimeren. Alleen voor langdurige opslag van waterstof is een poedervorm wel ideaal.
Valt en staat allemaal met de efficiëntie van de opslag. Waterstof maken klinkt mooi, maar is een bitch om op te slaan. Juist de opslag in Poedervorm maakt dit interessant, mits het hele proces van het maken van het poeder en de energie er weer uit halen niet heel veel energie kost.
Voor tijdelijke opslag van energie zijn best veel mogelijkheden. Waterstof is er maar één van. Of dat de handigste is en of opslag in poedervorm een meerwaarde heeft is maar de de vraag. In gasvorm is waterstof gemakkelijk door buizen te vervoeren. Poeder moet je actief verplaatsen, wat ook weer energie kost.

De goedkoopste optie lijkt vooralsnog de energy dome (https://www.businesswire.com/news/home/20220607006335/nl/) die inmiddels op Sardinië in gebruik is genomen. De CO2 kan eventueel ook vervangen worden door lucht. Iets minder efficiënt, maar gebruikt veel minder ruimte.
Stroom naar waterstof is juist 95-98% efficiënt geworden in maart van dit jaar. Massa productie van deze electrolysers wordt verwacht rond 2025. Van waterstof naar stroom en opslag van de waterstof daar zitten straks de grote verliezen.

Bronnen:
https://newatlas.com/ener...nt-hydrogen-electrolysis/
https://www.nature.com/articles/s41467-022-28953-x
https://www.rechargenews....-securing-29m/2-1-1270403
er zijn een aantal problemen in de productielijn van waterstof(gas) dat energieverlies met zich meebrengt: electrolyze, gascompressie, energieverlossing. daarin gaat het leeuwendeel van energieverlies zitten met huidige technieken. Deze poedervorm kan één van deze problemen oplossen: de compressie. Tevens zijn er goede ontwikkelen gevonden die de efficientie van electrolyze enorm verbeteren. Dus er zit nog wel duidelijke verbetering van deze techniek te komen.
Uiteindelijk is het ook niet de vraag of een (deels)waterstofeconomie de meest optimale is, maar de beste voor handen. Ter vergelijking, de 30%efficientie van verbrandingsmotoren is dus ook ernstig laag, maar was wel de beste voor handen tov de eerste batterij-gedreven auto's begin 20e eeuw.
Waar ik moeite mee heb in veel artikelen over waterstof is dat er gesuggereerd wordt dat dit een energiebron is. Daarmee vertroebelt de kracht van waterstof mijns inziens. Begrijp me niet verleerd, ik zie grote kansen voor projecten zoals deze, maar laten we niet vergeten dat waterstof vooral een accu is voor energie.
Nou, het wordt niet alleen gesuggereerd, maar zelfs letterlijk gezegd: "Het is meer dan ooit duidelijk geworden dat de energiebron zich, net als waterstof in het algemeen, op papier voor álles leent, maar in de praktijk vooral voor specifieke usecases interessant is.".

Het lijkt in het artikel vooral een semantische fout te zijn, want de auteur beseft wel dat de natriumboorhydride ergens gemaakt moet worden. Desalniettemin jammer.
Maar wat is dan de definitie van een energiebron?
Dit is een semantische discussie. Heel strikt genomen is niets een echte energie bron aangezien energie behouden blijft: Energie_in = Energie_uit (kernreacties daargelaten). Maar in het vakjargon word de term vaak breder gebruikt.

Energie bronnen zijn vaak:
- fossiele bronnen (hoewel dat eigenlijk natuurlijk, lang lang geleden opgeslagen energie is)
- kern splijting/fusie-energie
- zon/wind en andere "gratis" bronnen. Denk hierbij dat zonlicht direct uit (voornamelijk) kernfusie voortkomt, maar dat wind hier ook door ontstaat. De lokale opwarming van lucht door zonlicht is een energie input die een rol speelt in de "creatie" van wind.

Waterstof word meestal geen energiebron genoemd. Het is een middel dat we kunstmatig creëren om er voor te zorgen dat energie die we op moment A over hebben kan worden opgeslagen en dan op moment B gebruikt kan worden. Je kunt het als een soort accu zien. In deze context zijn veel moderne brandstoffen overigens ook een soort accu. Het proces van ruwe olie tot benzine en diesel is immens complex (en energie consumerend). Maar meestal scharen we die toch onder energie bronnen, een (klein) deel van de molecuul types in olie kommen tenslotte direct voor in de benzine.
Precies dat is het probleem. Er is geen echt definitie, dus ook niet echt een grens tussen wat nog wel een bron is en wat niet. Fossiele brandstoffen zijn dan net zo goed geen bronnen als waterstofpoeder dat niet is. Er zit in beide chemische energie opgeslagen.
Je kunt het verder en verder terugvoeren en dat massa een bron is voor energie, zoals bij kernsplijting en -fusie het geval is, maar dan kun je zelfs nog verder teruggaan tot aan de big bang.
Kortom: een discussie over woordjes die weinig toevoegt aan de inhoud.
In een zeer officiele sense ben ik het met je eens, maar taal is toch vooral bedoeld om informatie uit te wisselen, en dan is het toch handig om de gebruikelijke conventies van een vakjargon aan te houden (of die nu helemaal correct/compleet is of niet). En dan is waterstof toch meestal energie opslag en fossiele brandstoffen zijn dan een energie bron.

(soms moet je pragmatisch zijn in taalgebruik)
Ik zou toch een betere vergelijking willen zien met ammoniak, waar de industrie en academici op inzetten. Daarnaast 'ammoniak stinkt'? Je zet het niet in een open ton midden in de woonwijk, dat zit in netjes afgesloten vaten/buizen.
Welke industrie zet in op ammoniak? Dit lijkt mij nog wel de minst geschikte vorm van brandstof om te gebruiken. We willen juist minder stikstof-uitstoot hier in Nederland.
En toch wordt er druk mee geëxperimenteerd. Hun plan is ook niet om de ammoniak in de natuur te dumpen, maar om het als brandstof te gebruiken of om te zetten naar waterstof en dan voor energie gebruiken. Het is een beter op te slaan en te transporteren alternatief voor waterstof. Zeker voor transport over lange afstanden. Japan en de VS zetten er hard op in, er zijn aardig wat miljarden gemoeid moet onderzoek hiernaar. Het heeft verder weinig met ons 'stikstof' probleem te maken (er komt wel stikstof uitstoot bij het gebruik van ammoniak als brandstof, maar dat is pure uitstoot, niet heel erg als je bedenkt dat 78% van onze lucht uit stikstof bestaat).
Tankstations ombouwen tot h2fuel fabriek lijkt mij een logistieke oplossing.
Residu terugleveren et voila, winst.
Maar als ik lees over de chemische reactie, dan voel ik eigenlijk niet alsof er "waterstof" in poeder wordt opgeslagen. Ja, er zitten een paar waterstof atomen in het zoutmolecuul, maar er wordt vooral water toegevoegd waarvan waterstof gemaakt wordt. Is het daarmee niet passender om dit gewoon een "chemische" batterij te noemen, waarbij "toevallig" de energie onttrokken kan worden in de vorm van diwaterstof moleculen?

Op dit item kan niet meer gereageerd worden.