Drager van waterstof

Drager van waterstof

Inleiding.

 

De klimaatverandering is wereldwijd een groot probleem. Mochten wij niet in staat zijn dit probleem op te lossen, zal de temperatuurstijging rampzalige gevolgen veroorzaken.

 

Algemeen wordt de uitstoot van CO2 gezien als de belangrijkste oorzaak, los van andere schadelijke emissies welke de luchtkwaliteit ernstig aantasten.

 

Internationaal wordt dit probleem algemeen erkend en zijn er doelstellingen gesteld om de uitstoot van schadelijke emissies te beperken of uit te bannen, zoals vastgelegd in het klimaatakkoord gesloten in Parijs 2015.

 

Ondanks de goede bedoelingen achter deze doelstellingen geven deze geen praktische oplossingen en is het dan ook twijfelachtig of deze gehaald zullen worden.

 

Wereldwijd neemt de vraag naar meer energie met de dag toe en deze vraag kan tot op heden alleen beantwoord worden met fossiele brandstoffen. Initiatieven op het gebied van duurzame energie zijn op wereldschaal heel beperkt en hebben nog nauwelijks een invloed op de uiteindelijke consumptie van energie en de daaruit voortvloeiende vervuiling.

 

 

Mogelijkheden.

 

Om tot een definitieve oplossing te kunnen komen is een aantal eigenschappen voor een nieuwe energiebron noodzakelijk:

 

  • een nieuwe energiebron moet schoon zijn in productie en verbruik;
  • deze energiebron dient economisch inpasbaar en haalbaar te zijn;
  • deze energiebron dient een breed toepassingsgebied te bestrijken;
  • de geproduceerde energie dient grootschalig opgeslagen te kunnen worden;
  • de energie dient distribueerbaar te zijn middels bestaande infrastructuren.

 

Zeker op het automotive gebied zijn er al tal van initiatieven genomen om oplossingen te zoeken. Echter geen van deze oplossingen voldoet aan alle criteria en de oplossingen kennen beperkingen in gebruik of effectiviteit.

 

Waterstof lijkt de meest kansrijke oplossing. Waterstof is oneindig voorradig, geeft geen schadelijke emissies, kan aangewend worden als brandstof of opslag van energie en uit waterstof kan met een brandstofcel elektriciteit of met een katalysator warmte worden opgewekt.

 

Maar waterstof laat zich door haar lage dichtheid moeilijk opslaan en is daardoor niet praktisch hanteerbaar. Slechts bij extreme koeling of onder zeer hoge druk is dit wel mogelijk, zij het dat ook hier aanzienlijke bezwaren aan kleven. Extreme koeling kost te veel energie en hoge druk vraagt zware druktanks, kosten van comprimeren, een beperkt toepassingsgebied, hoge transportkosten, veiligheidsrisico’s en wereldwijd een nog te realiseren distributienetwerk.

 

 

Oplossing.

 

De oplossing zou zijn om waterstof te binden aan een “drager”. Dit zou het mogelijk maken waterstof onder atmosferische omstandigheden op te slaan en te vervoeren.

 

Daar is op initiatief van het Department Of Energy (DOE – USA) heel veel onderzoek naar gedaan, maar dit is uiteindelijk gestopt omdat de effectiviteit onvoldoende bleek.

 

In Nederland wordt er onderzoek gedaan naar de toepassing van mierenzuur en ook ammoniak, maar ook deze blijken nog niet praktisch en economisch haalbaar.

 

 

De oplossing welke aan alle criteria voldoet heet H2Fuel.

 

H2Fuel kent bij productie, opslag, vervoer en verbruik geen schadelijke emissies zoals CO2 of andere schadelijke stoffen. Het is onder atmosferische omstandigheden op te slaan, te vervoeren en te verbruiken, is geschikt voor vele doeleinden (naast automotive ook de lucht- en scheepvaart etc.), kan gedistribueerd worden middels de bestaande infrastructuren van fossiele brandstoffen (ook binnenstedelijke tankstations), is commercieel aanvaardbaar voor de grootschalige opslag van elektrische energie en is op een redelijk korte termijn te implementeren in de maatschappij aangezien er geen technische obstakels zijn die dit tegenhouden. Ook kan H2Fuel voorzien in groot- en kleinschalige energie- en warmtevoorzieningen zonder de noodzaak van een netwerk, brengt stabiliteit in de swingmomenten van duurzame energie en is wereldwijd te produceren, op te slaan en te vervoeren. Verder is H2Fuel commercieel zeer aantrekkelijk.

 

Bij deze Nederlandse vinding wordt waterstof gebonden aan natriumboorhydride (NaBH4) tezamen met ultra pure water (UPW / H2O). Door een activator bestaande uit sterk verdund zoutzuur dan wel een katalysator of een combinatie van beide worden deze tot een reactie gebracht. In deze reactie komt niet alleen de waterstof uit de natriumboorhydride vrij (4H) maar ook dezelfde hoeveelheid (4H) uit het water alsmede warmte. Dit betekent een opbrengst van 8H bij een productie van 4H! Het rendement is 98% van het theoretisch haalbare. Geen enkel alternatief kent deze extreem hoge efficiëntie.

 

(TNO validatie 30 oktober 2015)

 

De reactie vindt exotherm op afroep binnen seconden plaats en de reststoffen kunnen na een recyclingproces hergebruikt worden voor omzetting naar natriumboorhydride.

 

H2Fuel kan in droge vorm (licht en hoogste concentratie), als een verpompbare slurry (lagere concentratie) of als een vloeistof (gebruiksgereed en de reactieconcentratie) worden geleverd. Verdunning vindt plaats bij het distributiepunt met UPW en in de installatie van de verbruiker.

 

In het productieproces van H2Fuel worden een aantal optimaliseringprocessen toegepast.

 

Inclusief de transportkosten naar de distributiepunten maar exclusief de kosten van de installatie en bedrijfsvoering is de kostprijs voor de verbruiker 4,10 euro per kg waterstof. Dit is per te rijden kilometer goedkoper dan diesel. Deze extreem lage prijs wordt onder andere veroorzaakt door hergebruik van de restproducten, het gebruik van vrijgekomen warmte tijdens de reactie, maar vooral door de kosteloze winning van waterstof uit het ultra pure water.

 

Een verdere optimalisatie aan de hand van de publicaties van Dr. Ying Wu (USA) en het wetenschappelijk onderzoeksinstituut Arhus (Denemarken) zou deze kostprijs nog aanzienlijk lager kunnen maken. Zelfs tot een prijspeil waarbij het rendabel en commercieel aantrekkelijk wordt om kolencentrales om te bouwen tot waterstofcentrales: duurzame energie uit de fabriek!

 

Hoewel bedoelde optimalisatie op laboratoriumschaal is bewezen, zijn er onzekerheden over de feitelijke werking (verweking waardoor energiebesparing). Hierover dient helderheid te worden verkregen van Arhus of een eigen validatie plaats te vinden.

 

H2Fuel is door H2Fuel-Systems BV en H2Fuel-Cascade BV gepatenteerd. In de USA, China en Japan zijn deze patenten reeds toegewezen: in overige gebieden zijn deze nog pending maar worden op korte termijn verwacht.

 

Het is de overtuiging van H2Fuel-systems b.v. en H2-Fuel-Cascade b.v. dat H2Fuel wereldwijd de nieuwe energie wordt en bij brede toepassing het antwoord is op de uitstoot van CO2 en andere schadelijke emissies met alle desastreuze gevolgen van dien.

 

Daarnaast zijn H2Fuel-Systems b.v. en H2Fuel-Cascade b.v. overtuigd van de winstgevendheid van de commercialisatie van H2Fuel en de ecologische en economische impuls die deze met zich mee zullen brengen.

 

Als laatste zijn H2Fuel-Systems b.v. en H2Fuel-Cascade b.v. de overtuiging toegedaan, dat bij de implementatie van H2Fuel er algemene steun kan worden verwacht van overheden, politici, beleidsmakers en de algemene opinie. Dit moge mede blijken uit de in algemeenheid gesloten akkoorden over de doelstellingen tijdens de milieutop in Parijs 2015. Slechts zij, die geen visie hebben dan wel tegengestelde belangen dienen, zullen deze ontwikkeling niet onderschrijven.

 

 

H2Fuel – making hydrogen work –



Home » Background » Drager van waterstof

1