Zijn waterstofbrandstofcellen de toekomst van het vervoer?

Brandstofceltechnologie wordt al sinds de begin 1900. We zijn echter nu pas in een stadium beland waarin we deze technologie op grote schaal kunnen inzetten. Wat zullen waterstofbrandstofcellen ons geven?

Om het simpel te zeggen, we zullen consumentenvoertuigen hebben met hervulbare brandstofcellen die elektromotoren aandrijven die geen uitstoot veroorzaken en werken zonder dat ze elke 100-200 mijl hoeven te worden bijgevuld. De gouden sleutel hierbij is hun vermogen om milieuvriendelijk transport te verzorgen uit groene energie. Er is echter nog veel werk aan de winkel voordat we zien dat dit echt wordt geïmplementeerd.

Maar laten we eerst de zaken eens nader bekijken. Wat is waterstof-brandstofceltechnologie precies?

Een brandstofcel voorziet ons, net als een batterij, in wezen van elektrische stroom. In tegenstelling tot een batterij die energie opslaat, creëert een brandstofcel zijn eigen energie. Waterstof fungeert als bron en reageert met zuurstof via een elektrochemisch proces om een ​​elektrische lading te vormen. Deze elektriciteit wordt vervolgens gebruikt om het voertuig van stroom te voorzien. Een brandstofcel geeft ons ook alleen water en warmte als afvalproducten, in tegenstelling tot verbrandingsalternatieven die aardolie als bronbrandstof gebruiken.

Hoewel batterijvermogen lijkt te hebben gewonnen, voorspellen experts voorlopig dat brandstofcellen uiteindelijk beter zullen presteren. Mede omdat ze het milieu niet zo veel schade berokkenen als batterijstroom.

Het winnen van metalen zoals Co, Li, Cu en Ni kan altijd een bron van zorg zijn voor de veiligheid van werknemers en het milieu. Bij recycling komt ook CO2 vrij die schadelijk is voor het milieu. Aan de andere kant belasten elektrische auto's ook het milieu. Hoewel ze geen uitlaatgassen uitstoten, gebruiken ze wel batterijen die giftige dampen afgeven.

Tesla's mede-oprichter en CEO, Elon Musk, beschouwt waterstofbrandstofcellen echter als "verbijsterend dom" en een "lading rotzooi". Maar de auto-industrie smeekt om te verschillen. Uit een door KPMG uitgevoerd onderzoek van 2017 onder 1000 senior automanagers bleek dat waterstofbrandstofcellen een betere toekomst op de lange termijn hebben dan elektrische auto's. Volgens het gepubliceerde rapport zullen "batterij-elektrische voertuigen falen vanwege infrastructuuruitdagingen, terwijl brandstofcel-elektrische voertuigen (FCEV's) worden gezien als de echte doorbraak voor elektrische mobiliteit."

Wat zijn de voordelen van waterstofbrandstofcellen?

• Waterstofbrandstofcellen geven ons geen schadelijke uitstoot en zijn duurzame brandstof in vergelijking met alternatieven voor fossiele brandstoffen.
• Voertuigen die worden aangedreven door waterstof-brandstofcellen tanken sneller bij in vergelijking met het opladen van elektrische auto's - ongeveer 3-5 minuten.
• Auto's die waterstof als brandstofbron gebruiken, kunnen veel grotere afstanden afleggen in vergelijking met elektrische auto's. Het bereik ligt rond de 300 mijl.
• Waterstofbrandstofcellen hebben een hoger rendement en kunnen veel meer stroom produceren voor apparaten.

Er zijn echter enkele belangrijke belemmeringen voor de acceptatie van waterstofbrandstofceltechnologie.

Barrières voor waterstof-brandstofcellen:

• Tanklocaties zijn schaars en niet direct beschikbaar. De infrastructuur die nodig is om deze voertuigen op grote schaal te ondersteunen, is niet aanwezig.
• Een van de grootste hindernissen voor waterstofbrandstofcellen zijn tegenwoordig de kosten. De technologie zelf is niet bepaald goedkoop.
• Hoewel waterstof gemakkelijk beschikbaar is, is het moeilijk op te slaan en te verplaatsen. Ook is waterstof een licht ontvlambaar gas en kostbaar om veilig te vervoeren en op te slaan.

Bath Sponge-technologie:een potentiële doorbraak?

Een nieuwe technologie ontwikkeld door de Northwestern University in Evanston kan een mogelijke doorbraak zijn in de veilige opslag van waterstof. De badsponstechnologie, ook bekend als het product NU-1501, is in staat om grote hoeveelheden gas vast te houden en af ​​te geven tegen lagere druk en lagere kosten.

Waarom zouden gebruikers kiezen voor waterstof-brandstofceltechnologie?

David Wenger, algemeen directeur van het Duitse Wenger Engineering Gmbh, die in de frontlinie staat bij het promoten van de acceptatie van brandstofcellen in Europa, zegt:"Batterij is niet de oplossing voor alles. Degenen die bijvoorbeeld in de grote steden wonen, zullen het erg moeilijk vinden om elektrische auto's op te laden. De overstap naar waterstof zal langzaam maar zeker gaan, en tegen 2030 zou ik aannemen dat misschien 5% van de auto's en vrachtwagens in Duitsland brandstofcelaangedreven zou zijn."

Volgens professor Kalghatgi is het grootste probleem met deze technologie distributie en opslag, d.w.z. het krijgen waar de voertuigen zijn. De badsponstechnologie kan echter van groot nut zijn.

Hij zegt ook dat naarmate hernieuwbare energiebronnen, d.w.z. wind en zon, meer gebruikelijke bronnen van elektriciteit zullen worden, er een tijd zal komen dat we overtollige elektriciteit hebben. Deze overtollige elektriciteit kunnen we gebruiken om waterstof op te wekken in plaats van op te slaan in batterijen, die vervolgens geleverd kunnen worden waar het nodig is. Kortom, waterstof voor transport zou ook gebruik kunnen maken van hernieuwbare energie die nu verloren gaat.