Waterstof in poedervorm

    2018-03-30

    Waterstof in poedervorm voor schone aandrijving

    Wat wordt de brandstof van de toekomst? Gaan we elektrisch rijden, op groengas of misschien op zonne-energie? Ook waterstof is al lang in beeld als alternatief voor fossiele brandstoffen, maar opslag en transport was ingewikkeld. Met de H2Fuel technologie kan waterstof in een droge vorm of als vloeistof worden aangevoerd en afgevoerd. 'We zijn nu zover dat we een bestaande dieselmotor een upgrade kunnen geven om deze te laten draaien op waterstof.'

    Dat het mogelijk is om waterstof op deze manier op te slaan, is al bekend sinds de Tweede Wereldoorlog. 'De techniek is toen namelijk gebruikt voor het bouwen van een waterstofbom', vertelt Gerard Lugtigheid, uitvinder en patenthouder van de H2Fuel-technologie. Toen de Amerikanen zich vele jaren later - rond de eeuwwisseling - opnieuw gingen verdiepen in de mogelijkheid van waterstof, heeft Lugtigheid deze onderzoeken met veel interesse gevolgd. 'Ze zijn er een jaar of acht mee bezig geweest en hebbe er een kapitaal aan uitgegeven maar ze hebben de sleutel tot het geheim niet ontdekt.'

    Sleutel
    Dat is Lugtigheid wel gelukt. 'De sleutel was een heel specifieke ontbrekende schakel, die ten tijde van die onderzoeken nog niet beschikbaar was.' Hij heeft het over ultrapuur water. 'Ik ben gaan kijken naar het effect van verschillende waterkwaliteiten en ik merkte dat hoe schoner het water werd, hoe beter de techniek werkte. Dus die lijn ben ik tot in extremen gaan doorvoeren.'

    Hergebruik
    H2Fuel is patenthouder van deze bewezen techniek. Het werd tijd voor de volgende stap. André Keijser is projectmanager van H2 Circular Fuel (H2CiF). Hij vertelt: 'Als H2CiF onderzoeken we hoe we deze techniek in kunnen zetten voor werkelijke toepassingen. Dit project bestaat uit twee hoofddelen. Het eerste deel is het uitpakken van waterstof uit de natriumboorhydride en het tweede deel is dat je de 'spent fuel' weer gaat opwerken. De reststoffen die bij de reactie vrijkomen kunnen na een recyclingproces namelijk worden hergebruikt voor omzetting naar natriumboorhydride. Dat noemen we het inpakken van waterstof.'
    Dat de materialen die worden gebruikt weer kunnen worden hergebruikt, maakt deze techniek extra waardevol. 'De hergebruikwaarde is maar liefst 95 tot 100 procent. We hebben dus een zeer hoge recycle-efficiëntie', aldus Keijser.

    Waspoeder
    Keijser en Lugtigheid geloven sterk in deze techniek. Er zijn zo veel voordelen ten opzicht van fossiele brandstoffen. Waterstof geeft geen schadelijke emissies, kan worden aangewend als brandstof en als opslag van energie, het kan wereldwijd worden geproduceerd en is oneindig voorradig. Het element waterstof is immers het meest voorkomende element in het heelal.
    Bovendien zorgt de H2Fuel-technologie ervoor dat kan worden gewerkt met een waspoederachtige substantie waarin de waterstof in hoge concentratie verwerkt zit. Lugtigheid: 'Dit poeder is een uitstekend opslagmiddel. En dankzij deze vorm kan het veilig en eenvoudig worden opgeslagen en getransporteerd. 'Het andere unieke voordeel is dus dat de helft van de waterstof weer kan worden gebruikt voor het regenereren van nieuwe brandstof.
    Keijser vervolgt: 'Op dit moment kunnen we dieselmotoren al op waterstof laten lopen en dat betekent dat de conventionele techniek milieuvriendelijk kan worden gemaakt. Schepen en grote vrachtwagens kunnen dan opeens wel de hoogste Euro-norm halen als ze op waterstof gaan lopen.' De bestaande motor kan na de upgrade van 98 procent op waterstof draaien en voor 2 procent op biodiesel. 'Dat geeft een rendementverbetering van minimaal tien procent. Bovendien worden de motoren heel erg schoon (geen NOx) en is er een CO2-nulbalans.'

    Mobiel en stationair
    Er zijn inmiddels al weer applicatiesoorten. Keijser: 'We kennen een mobiele applicatie die kan worden ingezet in schepen en grote vrachtwagens en we kennen een stationaire toepassing waarbij we bijvoorbeeld naast een windmolen natriumboorhydride kunnen maken.'
    Keijser geeft een toelichting op de stationaire applicatie: 'We kunnen met de H2Fuel-techiek energie opslaan om later te gebruiken. Bij veel wind draait de windmolen op volle toeren en komt extra energie vrij. Dit kunnen we opslaan.' Het duurzaam verkregen en opgeslagen waterstof kan worden ingezet voor de opwekking van elektriciteit, via een brandstofcel, maar ook voor de productie van warmte, via een katalysator. De mobiele applicatie wordt nu eerst getest met twee pilotprojecten.
    Lugtigheid: 'Een veerpont en een viskotter gaan we voorzien van een menger. Uit die menger komt de waterstof die wordt toegevoegd aan de omgebouwde motor waar het schip al op draaide. Deze boten kunnen dan varen op waterstof. De 'spent fuel' wordt opgevangen in een opvangtank. Voor de pont en de viskotter geldt dat deze spent fuel wordt afgeleverd als het schip weer aan wal komt. Het gaat vervolgens naar een opwerkfabriek voor het circulaire laadproces.'

    Plant One
    Wat nu wordt uitgewerkt voor schepen, zou ook kunnen worden toegepast op vrachtwagens. Op die manier kunnen grote vervoermiddelen al draaien op schone aandrijving. Of dit ook toepasbaar wordt voor auto's zal moeten worden onderzocht. Keijser: 'Deze techniek moet de komende jaren geminiaturiseerd worden zodat het ook in auto's kan passen. Ik verwacht dat we dan wel een paar jaar verder zijn. Groot voordeel is dat we met deze techniek voor de zwaardere uitvoeringen gebruik kunnen blijven maken van de motoren zoals die al in de voertuigen draaien en ook van de infrastructuur - benzinestation - zoals die er nu ligt.'
    Bij Plant One Rotterdam draait momenteel een proof of concept-project voor het extraheren (uitpakken) van waterstof uit natriumboorhydride (NaBH4).
    Lugtigheid: 'De techniek voor het uitpakproces is wat verder dan de techniek voor het inpakproces. We verwachten eind dit jaar de twee technieken op hetzelfde niveau te krijgen.'
    Verder wordt dit proof of concept ook gebruikt als demonstratiefabriek.
    Lugtigheid: 'We kunnen hier laten zien dat je uit 0,5 gram poeder een liter waterstof kunt maken. Mensen die het zien, vinden dit zeer verbazingwekkend. Maar het werkt.'


    Petrochem 3 - 2018