Waterstofopslag

Uit Wikipedia, de vrije encyclopedie

Waterstofopslag beschrijft de methodologie om waterstofgas (H₂) op te slaan om daarna weer vrij te laten komen en te gebruiken. Hiervoor zijn er veel denkpistes, zoals het gebruik van hoge drukken en zeer lage temperaturen (vloeibaar waterstof) in waterstoftanks. In de industrie wordt nu veelal onder hoge druk opgeslagen. Veel onderzoek richt zich echter op chemische stoffen die H₂ opnemen en ook weer kunnen vrijgeven door verwarming.

Waterstofopslag is een belangrijk onderwerp in de waterstofeconomie. Men zoekt vooral naar lichte, compacte componenten om waterstof in op te slaan, met het oog op draagbare of mobiele toepassingen. Vergelijk het hierbij met koolwaterstoffen die als brandstof worden opgeslagen in tanks en gasflessen. Aardgas wordt bijvoorbeeld in zijn vloeibare vorm (sterk afgekoeld) vervoerd. Met de huidige technologie is het echter moeilijk om waterstofgas op te slaan of te vervoeren. Dit komt omdat waterstofgas weining energie per volume-eenheid oplevert in vergelijking met butaangas of propaangas. Om een gelijke hoeveelheid energie aan waterstofgas te vervoeren is er dus een grotere tank nodig. Men kan dit verhelpen door het waterstofgas onder hoge druk te zetten, maar bij grootschalige productie zou er veel energie verloren gaan bij deze compressiestap.

Ondergrondse waterstofopslag is de praktijk van de opslag van waterstofgas in ondergrondse grotten^[1], zoutkoepels en uitgeputte olie-en gasvelden. Sinds vele jaren wordt zonder problemen grote hoeveelheden gasvormig waterstof opgeslagen in ondergrondse grotten door ICI^[2].

De dichtheid van waterstof kan eveneens verhoogd worden door cryogene opslag bij een temperatuur van < 20,28 K (–252,87 °C). In dat geval moeten opslagtanks ook zeer stevig en geïsoleerd zijn. Ook dat zou erg veel onderzoek en geld vergen. De Space Shuttle wordt gelanceerd met de bruinkleurige Space Shuttle external tank, die de motoren van de shuttle zelf voorziet van vloeibare waterstof.

Inhoud 1 Waterstof als brandstof 2 Metallische hydriden 3 Nanovezels 4 Externe links

[bewerken] Waterstof als brandstof

Waterstof is een veelbelovend medium voor de opslag en transport van energie. Dit omdat er bij de omzetting van waterstofgas naar energie alleen water vrijkomt als reactieproduct. Koolwaterstoffen produceren bij hun verbranding ook het broeikasgas CO₂. Met de opwarming van de aarde in het achterhoofd is het dus nuttig om onderzoek te verrichten naar hoe waterstof kan worden opgeslagen.

[bewerken] Metallische hydriden

Metaalhydriden bevatten interstitiële holtes waarin waterstofgas kan worden opgenomen. Het element palladium wordt bijvoorbeeld gebruikt om waterstofgas op te nemen en weer af te geven, waardoor het gas gezuiverd wordt. Palladium kan tot 900 keer zijn eigen volume aan waterstof opnemen. Als gas is waterstof makkelijk samendrukbaar en de maat "zoveel keer zijn eigen volume" is niet echt informatief. Daarom drukt men de opslagcapaciteit van een stof liever uit in een percentage van zijn eigen massa. Magnesiumverbindingen kunnen bijvoorbeeld 6% van hun massa aan waterstof opnemen en die bij kamertemperatuur terug afstaan. Recent werd ook aangetoond dat er stikstofhoudende verbindingen zijn die 10% van hun massa aan waterstof kan opnemen.

Bij de opslag van waterstof kan er een verbinding gevormd worden met waterstof als anion.

[bewerken] Nanovezels

Een recentere manier om waterstof op te slaan is het gebruik van koolstofnetwerken met deeltjes van 10 tot 30 nanometer groot.

[bewerken] Externe links

• Kennislink: Waterstofopslag beter met nanodeeltjes
• Onderzoek door TU Eindhoven: waterstofopslagmaterialen