Opslag van waterstof via elektrolyse en brandstofcellen
Waterstof: het probleem van opslag
6 oktober 2007
We moeten alle mogelijke vormen van energieproductie en -opslag onderzoeken. Een daarvan is bijzonder aantrekkelijk: de elektrolyse van water. Waterstof is per definitie een schone brandstof, omdat het product van zijn verbranding is... water. We kunnen dus dromen van enorme installaties die zich uitstrekken over uitgestrekte woestijngebieden aan de kust, waar continu watermoleculen (bijvoorbeeld zee water) worden gesplitst.
Een lezer, ingenieur Alain Hubrecht uit Brussel, brengt enkele nadere details over waterstof als brandstof (met name voor auto’s) aan.
DynetekTexaco Ovonic Hydrogen SystemsOvonicsChevronTexaco
Over het opslaan van waterstof, enkele meer gedetailleerde informatie:
De meeste auto’s die nu op gasvormige waterstof rijden zijn uitgerust met tanken van 350 bar (DaimlerChrysler heeft onlangs aangekondigd dat zijn leverancier voor de 60 F-Cell dit zal zijn), maar GM werkt al aan prototypes met tanken van 700 bar. Dit heeft een kostenfactor, omdat alle tankstations vervolgens compressoren van 700 bar moeten krijgen, die duur zijn. Daarom is de oplossing van het bedrijf (TOHS, het resultaat van een gezamenlijke ontwikkeling tussen en ) aantrekkelijk: het opslaan van waterstof betrouwbaar en compact bij een redelijkere druk van 105 bar.
De ontdekking van TOHS is een metaallegering die waterstof absorbeert en deze vrijgeeft wanneer het wordt verwarmd. Deze nieuwe ontwikkeling zou efficiënter zijn dan klassieke metalenhydriden, zoals blijkt uit de Toyota Prius waarvan TOHS de thermische motor heeft omgebouwd voor gebruik met waterstof. De tank van 60 liter kan 3 kg waterstof bevatten, wat een bereik van 200 km oplevert, terwijl een klassieke tank van 350 bar met dezelfde inhoud de auto niet meer dan 100 km zou laten rijden.
( ) Voordat we massaproductie van waterstofauto’s overwegen, moeten we de nadelen van waterstof bekijken: de productiekosten, de opslag- en distributiekosten. De productiekosten van waterstof bedragen in Duitsland 8 €/kg. Zelfs als we aannemen dat de energiewaarde van een kg waterstof gelijk is aan drie kg benzine, komt het totale kostenniveau nog steeds uit op een prijs die zeven keer hoger is dan die van benzine zonder belasting!
Ook de opslag van waterstof in een auto is zeer duur: 1.000 €/kg. Als we aannemen dat één kg waterstof nodig is voor 100 km, dan moeten we 5 kg waterstof meenemen voor een afstand van 500 km (ik laat u zelf de kosten van opslag berekenen). Natuurlijk zullen binnen een paar jaar autofabrikanten waterstofauto’s massaal produceren, wat de opslagkosten zal verlagen (geschat tussen 200 en 500 € per kg). De Amerikanen streven er naar om tegen 2015 een prijs van ongeveer 70 €/kg te bereiken.
Bovendien is het niet alleen de opslag die duur is, ook de brandstofcel zelf is zeer kostbaar. Op dit moment is een brandstofcel 50 tot 100 keer duurder dan een thermische motor. Een brandstofcel kost 5.000 €/kW tegenover 50 €/kW (of 37 €/pk) voor een conventionele motor. De fabrikanten hopen de prijs tegen 2010 te verlagen tot tussen 200 en 1.000 €/kW. De hoge prijzen zijn vooral te wijten aan Nafion (het gebruikte polymeer in PEMFC-brandstofcellen), dat 400 €/m² kost!
(Bron:
)Over het opslaan van waterstof, enkele meer gedetailleerde informatie:
De meeste auto’s die nu op gasvormige waterstof rijden zijn uitgerust met tanken van 350 bar (DaimlerChrysler heeft onlangs aangekondigd dat zijn leverancier voor de 60 F-Cell dit zal zijn), maar GM werkt al aan prototypes met tanken van 700 bar. Dit heeft een kostenfactor, omdat alle tankstations vervolgens compressoren van 700 bar moeten krijgen, die duur zijn. Daarom is de oplossing van het bedrijf (TOHS, het resultaat van een gezamenlijke ontwikkeling tussen en ) aantrekkelijk: het opslaan van waterstof betrouwbaar en compact bij een redelijkere druk van 105 bar.
De ontdekking van TOHS is een metaallegering die waterstof absorbeert en deze vrijgeeft wanneer het wordt verwarmd. Deze nieuwe ontwikkeling zou efficiënter zijn dan klassieke metalenhydriden, zoals blijkt uit de Toyota Prius waarvan TOHS de thermische motor heeft omgebouwd voor gebruik met waterstof. De tank van 60 liter kan 3 kg waterstof bevatten, wat een bereik van 200 km oplevert, terwijl een klassieke tank van 350 bar met dezelfde inhoud de auto niet meer dan 100 km zou laten rijden.
( ) Voordat we massaproductie van waterstofauto’s overwegen, moeten we de nadelen van waterstof bekijken: de productiekosten, de opslag- en distributiekosten. De productiekosten van waterstof bedragen in Duitsland 8 €/kg. Zelfs als we aannemen dat de energiewaarde van een kg waterstof gelijk is aan drie kg benzine, komt het totale kostenniveau nog steeds uit op een prijs die zeven keer hoger is dan die van benzine zonder belasting!
Ook de opslag van waterstof in een auto is zeer duur: 1.000 €/kg. Als we aannemen dat één kg waterstof nodig is voor 100 km, dan moeten we 5 kg waterstof meenemen voor een afstand van 500 km (ik laat u zelf de kosten van opslag berekenen). Natuurlijk zullen binnen een paar jaar autofabrikanten waterstofauto’s massaal produceren, wat de opslagkosten zal verlagen (geschat tussen 200 en 500 € per kg). De Amerikanen streven er naar om tegen 2015 een prijs van ongeveer 70 €/kg te bereiken.
Bovendien is het niet alleen de opslag die duur is, ook de brandstofcel zelf is zeer kostbaar. Op dit moment is een brandstofcel 50 tot 100 keer duurder dan een thermische motor. Een brandstofcel kost 5.000 €/kW tegenover 50 €/kW (of 37 €/pk) voor een conventionele motor. De fabrikanten hopen de prijs tegen 2010 te verlagen tot tussen 200 en 1.000 €/kW. De hoge prijzen zijn vooral te wijten aan Nafion (het gebruikte polymeer in PEMFC-brandstofcellen), dat 400 €/m² kost!
(Bron:
)