Het Europese technologie-initiatief Fuel cells and hydrogen joint undertaking (FCH JU) financiert met € 2,3 millioen de ontwikkeling van nieuwe vaste waterstof opslagtanks op basis van boorhydriden. Deze verbin-dingen nemen erg veel wa-terstof op, waardoor de tanks compact kunnen blij-ven. Het project ‘Bor4store’ wordt gecoördineerd door het Institut für Werkstoffforschung in het Helmholtz-Zentrum Geesthacht.
Bij prijzen van € 1,70 per liter brandstof en de hoge prijs van stookolie kijkt menig autobezitter, huiseigenaar of huurder naar goedkope alternatieven. Zeker is dat brandstof in de toekomst niet goedkoper wordt en ook onze voorraden slinken. Wetenschappers en industrie zoeken wereldwijd naar mogelijke alternatieve energiebronnen zoals een combinatie van waterstof en brandstofcel.
Waterstof kan onafhankelijk van olie met behulp van zonne-energie, wind- of waterkracht worden gewonnen en in de brandstofcel omgezet in elek-trische energie. Daarmee zouden elektrische voertuigen, mobiele apparaten als smartphones of stationaire generatoren voor telecommu-nicatie en woonhuizen van energie kunnen worden voorzien.
Opslag
Voorwaarde is wel, dat waterstof veilig en in compacte vorm beschikbaar is voor dagelijks gebruik. De tank moet zo klein mogelijk zijn en werken met een matige druk en temperatuur om waterstof op te nemen en weer af te geven. De materiaalonderzoekers van het instituut in Geesthacht werken al jaren aan tanks met vaste materialen, de zogenaamde metaalhydriden. Het doel van dit nieuwe project is om innovatieve opslagmaterialen op basis van boorhydriden te ontwikkelen. Deze verbindingen van waterstof en boor worden als poeder in de tank gebracht.
Boorhydriden hebben de hoogste opnamecapaciteit voor waterstof van alle bekende soorten opslagmaterialen. In een tank van 50 liter, de inhoud voor een middenklasse auto, kan men met de nieuwe materialen ongeveer 5 kg waterstof opslaan, voor 400 km tot 500 km rijden. Dat komt overeen met een industriële productieprijs voor waterstof van ongeveer € 10,-.
Boor in de tank
Bij het nu opgestarte project Bor4Store moet een prototype worden ontwikkeld voor de eerste tank. Deze moet de energie leveren voor een brandstofcel met vaste oxides (SOFC) en als model dienen voor de elektrische energievoorziening voor stationaire toepassingen. De geplande onderzoeken houden zich bezig met de verschillende soorten boorhydride en de elementaire karakteristieken van de complexe reactieprocessen, die tijdens het vullen en afgeven van de waterstof in de tank optreden. Vanuit deze wetenschap worden bepaalde katalysatoren bijgemengd en onder-zocht, om de reacties zo snel mogelijk te laten verlopen bij een hoge mate van stabiliteit van het opslagmateriaal teneinde een groot aantal vul- en gebruikscycli te halen.
In het high-tech laboratorium worden de materiaaleigenschappen geopti-maliseerd en wordt een geschikte opslagtank gebouwd en uitgetest. In het verdere project wordt de samenwerking met de vaste brandstofcel bij de industriële partner verbeterd. Ook een thema is de ontwikkeling van economische manieren voor de productie van de opslagmaterialen. Want alleen als waterstof tanksystemen als geheel goedkoper worden, zullen elektriciteit en warmte in huis in de toekomst uit waterstof komen en is de blik op de rekening weer aanvaardbaar.
Behalve het instituut in Geesthacht werken wetenschappers uit Noorwegen, Denemarken, Zwitserland, Italië, Griekenland en bedrijven uit Duitsland, Tsjechië en Spanje mee aan het project.
