Waterstof in de diepvriezer

Tegen 2030 moet een derde van alle energie in Europa van hernieuwbare bronnen komen. Om die transitie economisch haalbaar te maken, moeten we de elektriciteit van windturbines en zonnepanelen kunnen opslaan en transporteren. Dat kan in de vorm van waterstof. Alleen kost het huidige omzettingsproces – waarbij waterstof sterk wordt afgekoeld of samengedrukt – te veel energie.

Waterstof opslaan in ijs is een veel zuiniger proces, meent chemicus Johan Martens (KU Leuven). ‘Je kan het gas al in ijs vangen bij 20 bar en bij dezelfde temperaturen als in een huishouddiepvriezer.’ De onderzoeker kwam op het idee door te kijken naar een ijsblokje in een glas water. ‘We vroegen ons af hoe het komt dat een ijsblokje blijft drijven. Het antwoord: omdat het ijs volzit met gas – in dit geval lucht. Als we de lucht zouden vervangen door waterstof, zouden we dan niet een zeer goed systeem hebben om waterstof te stockeren?’

In het technisch jargon heet ijs dat waterstof of een ander gas bevat clathraat. ‘Clathraat bestaat uit kleine ijscapsuletjes die individuele moleculen van waterstof vasthouden. Die afzonderlijke moleculen staan zeer dicht bij elkaar, waardoor je een immense opslagcapaciteit hebt. In 1 kubieke meter van zo’n clathraat kan je bijna 160 kubieke meter gas kwijt. En er bestaan clathraten die theoretisch nog veel meer waterstof kunnen vasthouden. We sleutelen aan ons materiaal om ook die structuren te kunnen maken.’

Vandaag vervoeren vrachtwagens gassen als waterstof onder hoge druk in cilindertanks. Zulke trucks wegen vele tonnen, terwijl de hoeveelheid gas minimaal is. ‘Als we waterstof in ijs kunnen opslaan, kunnen we veel lichtere tanks gebruiken, omdat ze niet zo drukbestendig moeten zijn. Dat maakt het transport een stuk efficiënter’, zegt Martens. ‘Bovendien kan je die tankwagens op diezelfde waterstof laten rijden. Zo hebben ze ook nog eens een veel grotere actieradius.’

Volgens het onderzoeksteam kunnen we ook denken aan onze woningen. ‘Naast je diepvriezer voor voeding zou je thuis een toestel kunnen hebben voor waterstofenergie. Dan heb je een systeem waar je energie langdurig kan opslaan, in volumes die veel kleiner zijn dan die van batterijen.’

Meer weten? Het volledige artikel lees je nu in Eos.