Riversimple, de groep die een personenauto op waterstof ontwikkelt, meldt dat de auto wellicht volgend jaar al klaar voor de markt. De compact vormgegeven tweezitter is dan te leasen voor een bedrag van ongeveer 335 dollar/per maand.

Follow up:

Riversimple gooit het bij het ontwikkelen van hun waterstofauto over een andere boeg. Het platform waar de auto op gebouwd wordt, is ‘open source’. Dat wil zeggen dat iedereen die zich wil mengen in het proces welkom is. Ook alle technische kennis die Riversimple in de auto verwerkt is openbaar. Deze manier van bouwen is vergelijkbaar met het Nederlandse C,MM,N project.

Voor de voortstuwing van de auto levert een brandstofcel van 6 kW de benodigde energie voor de elektromotor. Op een volle tank waterstof (1 kg) rijdt de Riversimple zo’n 385 kilometer. De topsnelheid bedraagt 80 km/uur. Volgens de ontwerpers van de brandstofcel is dat vergelijkbaar met een gemiddeld brandstofverbruik van 1:127 bij een gewone benzineauto. Als alles naar verwachting loopt, rollen de eerste 50 exemplaren volgend jaar van de lopende band.

Hugo Spowers, de drijvende kracht achter het Riversimple project, stelt dat de auto-industrie dusdanig concurrerend is, dat de ontwikkeling van een optimaal energiezuinige auto onmogelijk is. Via het Open Source-principe is de ontwikkeling van een dergelijke auto sneller te realiseren. Vertouwen in de overheden om deze technieken te stimuleren, heeft de projectleider niet.

Het Riversimple-project maakt onderdeel uit van de 40 Fires Foundation.Een stichting die met geld van donateurs zich inzet voor ‘de ontwikkeling van platformen voor energiezuinige voertuigen die de samenleving en het milieu ten goede komen’.

T. Boone Pickens bezit 17 miljard dollar. Die heeft hij verdiend met het opkopen van oliebedrijven en andere hedgefund-activiteiten in de olieindustrie. Hij heeft verstand van olie, willen we maar zeggen. Dus zijn voorspelling dat er een oneindige reeks olieprijsstijgingen op komst is, dient serieus genomen.
De beschikbaarheid van olie zal niet boven de 85 miljoen barrels per dag uitkomen in de toekomst, denkt hij. De vraag zal dat wel. En dus zal de prijs explosief stijgen.
Daarom zal de olieprijs, nu rond de 72 dollar,  over tien jaar boven de 300 dollar liggen. Dat is hoog genoeg om vraag en aanbod te verenigen. Wie nadenkt over alternatieven voor olie moet dus rekenen met een prijs van 300 dollar. Bij die prijs zijn veel alternatieven die nu economisch onhaalbaar lijken wel interessant.

Waterstof biedt een mogelijke oplossing voor het energievraagstuk wereldwijd. Dat zegt R.H. Kristelijn van Crystal Energy Projects in Energie+. Volgens Kristelijn kan waterstof op veelzijdige manieren gemaakt en gebruikt worden. Zo biedt waterstof veel kansen op het gebied van werkgelegenheid maar ook op het gebied van energie.

De kansen die waterstof biedt komen tot stand omdat waterstof op verschillende schaalgrootte ingezet kan worden. Waterstof kan op regionale schaal worden opgewekt en vervolgens op internationale markten worden aangeboden. Verder kan waterstof op lokale schaal opgewekt worden om het vervolgens in een thuissituatie te gebruiken. Met waterstof wordt zo een oplossing geboden voor het energievraagstuk, terwijl tevens zowel kleine als grote markten het waterstof kunnen gebruiken en produceren.

Waterstof kan onder meer ingezet worden in combinatie met elektrische auto`s, waarbij het waterstof als reservebrandstof geldt voor de accu. Verder kan waterstof zorgen voor een soort buffer in duurzame energie. Energie uit zon en wind kent een grillig verloop door de afhankelijkheid van weersomstandigheden. Waterstof kan hierbij als reserve energiebron gelden. Juist omdat waterstof op zoveel verschillende manieren opgewekt en gebruikt kan worden, biedt het een oplossing voor het energievraagstuk.

Een onbemande mini-helicopter, aangedreven door een bijzonder lichte brandstofcel, moet in de toekomst in ingestorte gebouwen naar slachtoffers zoeken of onbegaanbaar terrein in kaart brengen. Een nieuwe brandstofcel is licht en krachtig genoeg voor zo’n helikopter.

Om te zorgen dat brandstofcellen voldoende energie leveren voor zo’n helicopter moeten meerdere cellen in serie worden geschakeld. Normaalgesproken stapelt de fabrikant de brandstofcellen, waarbij elke cel een kanaal voor lucht en een voor waterstof nodig heeft. Deze opbouw maakt de brandstofcelstapeling zwaar.

Onderzoekers van het Fraunhofer-Institut Zuverlässingkeit und Mikrointegration (IZM) en de TU Berlijn ontwikkelden samen een brandstofcel met een massa van maar 30 g en een vermogen van 12 W. De brandstofcellen zijn daarmee licht en krachtig genoeg voor een helikopter van 200 mm. Zo’n hoge capaciteit van (400 W/kg) wordt tot nog toe alleen gehaald door veel grotere (100-300 g) systemen.

Het systeem gebruikt dunne brandstofcellen waarbij een lichte separator van kunststof de metaalplaten vervangt en zodoende gewicht reduceert. De wind van de rotorbladen blaast direct in de luchtspleten en zorgt zo voor goede luchttoevoer. De waterstof wordt geleverd door een kleine reactor die lijkt op een mini frisdrankblikje waarin vaste natriumboorhydride zit. Als er water bij komt, ontstaat waterstof.

Het grootste deel van de energie wordt gebruikt om de helikopter in de lucht te houden, waardoor steeds tegelijkertijd veel waterstof moet worden geproduceerd. Als er te weinig is. stort het toestel neer, bij overproductie wordt overeenkomstig meer brandstof meegenomen, wat weer gewichtverhogend werkt.

De onderzoekers hebben het eerste prototype van de lichte brandstofcel reeds ontwikkeld, slechts weinig groter als een luciferdoosje. Dit jaar nog moet de helikopter op deze kracht opstijgen. In een volgende stap werken wetenschappers aan de mogelijkheid de waterstofopwekking te regelen en zo in een wisselende energiebehoefte te voorzien. De toepassingsmogelijkheden van de brandstofcelsystemen worden daardoor duidelijk uitgebreid zoals bijvoorbeeld voor een laadstation voor een laptop of mobieltje.

Een internationaal samenwerkingsverband van onderzoekers zegt een goedkope manier te hebben gevonden om waterstof uit water te produceren. De methode gebruikt zonlicht en vergt geen dure metalen als katalysator.

Onderzoekers werken vanuit diverse invalshoeken aan de productie van waterstof door regulier water in zijn componenten waterstof en zuurstof te splitsen. Een van de meest gangbare methodes is het splitsen van water met behulp van zonlicht en een metaal als katalysator. Het gebruik van metalen gaat echter gepaard met hoge kosten en een belasting voor het milieu, waardoor gezocht wordt naar manieren om het metaal overbodig te maken. Oplossingen met polymeren zijn in het verleden slechts beperkt succesvol gebleken. Het team onderzoekers uit Duitsland, China en Japan zegt echter een milieuvriendelijke manier om waterstof te produceren te hebben ontwikkeld.

De door Xenchen Wang aangestuurde onderzoeksgroep maakte gebruik van een koolstofnitride-polymeer dat zichtbaar licht gebruikt om water naar waterstof om te zetten. Andere polymeren hadden ultravioletlicht nodig om dit te bewerkstelligen. Het goedkope koolstofnitride werd gemanipuleerd zodat zichtbaar licht gebruikt kon worden om de voor het afbreken van water benodigde energie te verzamelen. Het materiaal is goedkoop te produceren, maar chemisch stabiel genoeg om dagenlang actief te blijven.

Vooralsnog vormen echter nog twee problemen obstakels voor de commerciële inzet van het polymeer in waterstofproductie. Het koolstofnitride levert weliswaar waterstof, maar kan de volledige omzetting van water niet alleen voltooien: een elektronendonor is nodig om zuurstof te produceren. Hiervoor wordt momenteel tri-ethanolamine met het meeste succes gebruikt, hoewel ook andere alcoholen gebruikt kunnen worden. Ook is het polymeer niet erg constant in de hoeveelheid waterstof die het kan produceren: per batch verschilt de opbrengst. De onderzoekers werken aan manieren om beide problemen op te lossen: chemische aanpassingen aan het koolstofnitride moet de productie van zuurstof mogelijk maken, waardoor de katalytische reactie rond zou zijn. Ook werken ze aan een methode om de hoeveelheid geproduceerd waterstof consistent te krijgen door meer controle over de chemische reactie te krijgen.

In de toekomst zal waterstof de brandstof zijn voor het opslaan van energie en onze afhankelijkheid van olie, kolen en kernenergie sterk verkleinen. De vrije beschikbaarheid van waterstof (het is uit water te verkrijgen) en het feit dat het niet vervuilend is maakt waterstof uit politieke- en milieuoverwegingen de brandstof voor de toekomst. Zo ziet zelfs Amerika in waterstof de energiebron van de toekomst omdat het haar afhankelijkheid van olie uit het Midden-Oosten sterk verminderd. Juist deze combinatie tussen politieke en milieunoodzaak zal de verdere ontwikkeling van waterstof een sterke stimulans geven.

Wat is waterstof ?

In de scheikundige wereld wordt waterstof aangeduid met H2, dit betekent dat een waterstofmolecuul is opgebouwd uit twee waterstofatomen. H2 is een gas dat niet voorkomt in de vrije natuur. Het molecuul H2 komt voor in allerlei stoffen, de meest bekende is water (H2O). Waterstof moet verkregen worden door het waterstof molecuul los te weken van bijvoorbeeld een watermolecuul. Er zijn twee manieren om dit te doen:

Elektrolyse van water  Met elektriciteit kunnen watermoleculen gesplitst worden om pure waterstof en zuurstof te creлren. Misschien dat u het nog weet van de scheikunde les. 2 potloden met de punt in het water. Een batterij (9 volt) aansluiten op de koolstof uiteinden die uit het water steken.en u ziet al vrij snel om beide koolstof potloodpunten die onder water steken belletjes ontstaan. Die aan de  is waterstof, die aan de + zuurstof. Waterstof is dus overal te maken waar water en elektriciteit is. Een nadeel is dat je elektriciteit nodig hebt om waterstof te maken om er daarna weer elektriciteit van te maken. In dit proces gaat tot 50% verloren. Het voordeel is dat in waterstof de energie is opgeslagen.

Omzetten van fossiele brandstoffen  Olie en gas bevatten koolwaterstof moleculen die bestaan uit waterstof en koolstof. Met een zogenaamde fuel-processor kan waterstof gesplitst worden van de koolstof. Het nadeel is dat de koolstof als koolstofdioxide in de lucht verdwijnt.
Waterstof omzetten in energie

Waterstof wordt, als het in aanraking komt met zuurstof, omgezet in energie en water. De reactie die hierbij plaatsvindt is 2H2 + O2 -> 2H2O, wat wil zeggen dat twee waterstofmoleculen reageren met een zuurstof molecuul, waarbij de atomen losraken en zich verdelen over twee watermoleculen. De vrijgekomen energie bestaat uit warmte en elektronen (stroom). Waterstof kan als brandstof dienen in een speciale verbrandingsmotor (de werking is vergelijkbaar met motoren op LPG), en waterstof kan dienen als een soort accu die een elektromotor van stroom voorziet. De waterstof accu wordt ook wel brandstofcel genoemd.

Waterstof en de brandstofcel (engels: fuelcell)

De brandstofcel maakt het mogelijk om waterstof in elektrische energie om te zetten, maar hoe werkt zo’n ding nu eigenlijk?

In een brandstofcel wordt waterstof en zuurstof omgezet in zogenaamde ionen (deeltjes die geladen zijn) om precies te zijn H+ en OH- ionen. Deze ionen worden via elektroden naar elkaar toe geleid waar de + en - ionen met elkaar reageren waarbij elektriciteit wordt opgewekt. De OH- en H+ ionen vormen vervolgens samen als een H2O molecuul. De enige uitstoot van de brandstofcel is dus waterdamp en dus geen schadelijke gassen als koolstofdioxide. Met de opgewekte elektriciteit kunnen dus elektromotoren worden aangedreven.

Waterstof in een verbrandingsmotor

Waterstof kan ook gebruikt worden op een vergelijkbare manier als bijvoorbeeld LPG. Waterstof wordt ingespoten in een cilinder. Op basis van de warmte ontstaan door de reactie wordt de motor aangedreven.

Inmiddels zijn de eerste auto s met deze techniek ontwikkeld. De zogenaamde  hybrides zijn auto s die met dezelfde motor gebruik kunnen maken van zowel benzine als waterstof. Verder wordt gewerkt aan methoden om bestaande motoren om te bouwen tot hybride auto s. Vergelijk dit met het inbouwen van een LPG installatie. De verwachting is dat binnenkort te techniek zover is dat voor tussen de 2.000 en 5.000 euro uw auto kan worden omgebouwd tot een hybride auto die ook op waterstof rijdt.

Opslag van waterstof

Waterstof is een vluchtig gas, een gas dat per kubieke meter veel minder energie bevat dan bijvoorbeeld LPG. Het gas moet dus onder zeer hoge druk bewaard worden. In projecten waar auto s op waterstof rijden wordt de waterstof in speciale tanks onder hoge druk opgeslagen.

Er zijn ook technologische ontwikkelingen die het mogelijk maken om waterstof in vaste vorm op te slaan. Zo heeft Nokia een batterij voor de mobiele telefoon ontwikkeld waarin waterstof in vaste vorm wordt opgeslagen.