Waterstof als energiedrager:

Door Candice gepubliceerd in Technologie

Waterstof … als energiedrager: 

Waren twee losse delen en heb ze samengevoegd tot één deel.

69a20f8cba43fd3900c36bf3b098c19f_medium.

Volgens mij weet iedereen wel wat water is, dat neem ik voor het gemak dus maar even aan en we weten ook vast wel allemaal wat stof is ….. maar voor diegenen die niet weten wat water is en wat stof is zal ik het even laten zien.

0ccb8610207ce8bb1a8949fc93c76d85_medium.d8f3cb1e8c80da715c1cc5c3b909a28c_medium.

Water en stof

Waterstof … wat is dat nou precies?

Waterstof is een gas dat je kunt omzetten naar elektriciteit zonder CO2-uitstoot. Het is gemaakt van water en meer niet. Maar voor ‘zuiver’ water (heel wat zuiverder dan wat u veel en ik heel erg veel drink) gaat toch echt een andere scheikundige omschrijving op. En dat is deze.

De scheikundige definitie van zuiver water bestaat uit twee delen. Waterstof en zuurstof dus H2O. Door middel van elektrolyse, simpel gezegd een proces waarbij je water onder stroom zet, kunnen we zuurstof en waterstof gaan scheiden. Waterstof is een volkomen onschadelijk gas en het meest voorkomende gas in het Universum. Je hebt sterren die bestaan uit enkel waterstof. Maar over het algemeen gaat op dat sterren voor het grootste deel bestaan uit waterstof. Het Universum bestaat uit ongeveer drie vierde waterstof en één vierde helium; alle andere elementen bij elkaar maken zelfs nog geen eens 1% van het heelal uit. En na ongeveer ruim 13,8 miljard jaar is het percentage andere elementen in het Universum dus nog steeds minder dan 1%!

In het Universum vinden we waterstof in geïsoleerde versie, maar op Aarde is dat dus niet het geval, daar bindt het zich direct aan zuurstof om dus water te vormen.

Wat weten we verder van waterstof?

722196741452757f91b80ca9b8514cfa_medium.

Waterstof is niet giftig, is kleur-, smaak- en reukloos, is een hoog ontvlambaar gas. In het periodiek systeem staat het element H (Hydrogenium) op plaats 1. En een waterstofatoom is opgebouwd uit 1 proton en uit 1 elektron. Waterstof is ook het enige element zonder neutronen.

En waterstof heeft een heel groot voordeel … je kunt het in enorme hoeveelheden opslaan en is ook nog eens heel makkelijk te transporteren via schepen en pijpleidingen.

Bij verbranding van waterstof met zuurstof ontstaat zuiver water. Dit schone afvalproduct maakt het gebruik van waterstof als een energiedrager zo aantrekkelijk. Bovendien raakt de energiebalans van de aarde niet verstoord. Er ontstaat uiteindelijk immers niet meer warmte dan de zon instraalt.

45 miljard euro ... voor één enkele dag:

Je kunt het opslaan en wanneer je kijkt naar het, vooral door correct links, zo volprezen en bejubelde gedoe met zonne- en windenergie dan is het zo dat je dat echt direct dient te gebruiken. Als je die energie wel wenst op te slaan …. waarom niet …. dan heb je daar een accu voor nodig die dus echt waanzinnig duur is. Om heel Nederland – één enkele dag – van opgeslagen elektriciteit te voorzien is 45 miljard euro nodig voor accu’s. Maar we kunnen ook deze dus overtollige groene energie omzetten in waterstof. Dan kunnen we het later weer in aanraking brengen met zuurstof en zo dus energie opwekken wanneer we het nodig hebben.

Klinkt als ideaal. Toch? Maar aan alles zit een maar verbonden en ook hier aan.

Wanneer je elektriciteit gebruikt voor de elektrolyse van waterstof, dan heb je slechts een rendement van 75 procent. Dat betekent dat 25 procent van de opgewekte energie verloren gaat om er waterstof van te maken. Het vervolgens terugzetten van waterstof naar energie geeft eenzelfde energieverlies. Dat is dus bijna de helft aan energieverlies. Dat mag je best wel een maar noemen die serieus is.

6ba4f1534bc0aee1ac77db52cbdf47ff_medium.

Zelf gebruik ik volgens de normen veel te veel water en dat weet ik, maar dat is nu eenmaal zo en daarnaast drink ik het heel erg veel. Zowel kraanwater als flessen Spa blauw. Ik ben dol op water en het was tijdens een bad dat ik ineens dacht over water en waterstof en hoe dat zit als middel om vervuiling tegen te gaan, minder CO2 te produceren en of het water gebruikt kan worden als zijnde brandstof of als element voor schone brandstof.

Waterstof in combinatie met zuurstof:

3935c8d2c1eeac9f245d1b4e34ad9c00_medium.

De scheikundige definitie van zuiver water bestaat uit twee delen. Waterstof en zuurstof dus H2O. Door middel van elektrolyse, simpel gezegd een proces waarbij je water onder stroom zet, kunnen we zuurstof en waterstof gaan scheiden.

Dit weten we en op die manier kun je waterstof en zuurstof dus van elkaar scheiden! Maar als we de waterstof vervolgens wederom met zuurstof in aanraking brengen wat voor gevolgen heeft dat dan? Het gevolg daarvan is dat er een heleboel energie vrijkomt. En die energie is genoeg om uw auto te laten rijden, of om uw laptop op te laden of om uw huis te verwarmen! En geheel en al uitstoot vrij. Het enige restproduct is …. water en als je voor die elektrolyse enkel groene energie gebuikt zoals zonne- of windenergie dan is die waterstof 100% helemaal CO2 neutraal. En dan hebben we het dus over groene waterstof.

Waterstof als een vloeibaar metaal en

de verbranding van waterstof:

c353636a2ff4966b38c6c12798918f4c_medium.

Bij ons op Aarde, wat je gewoon niet mag en kunt gaan vergelijken met omstandigheden in het Universum, heeft waterstof een gasvorm en is het niet vloeibaar. En ik heb het nu over waterstof en niet over water. De beste manier om dat verschil duidelijk te maken is volgens mij deze:

Kookpunt water = + 100 graden, kookpunt waterstof (onder normale druk) = – 253 graden Celsius.

En waterstof heeft een smeltpunt van – 259 graden Celsius.

Maar onder extreem hoge druk, zoals bijvoorbeeld op de planeten Jupiter en Saturnus, komt metallische waterstof voor dat zich dan meer gedraagt als een vloeibaar metaal. Bij extreem lage druk, zoals die voorkomt in de ruimte tussen de sterren, komt waterstof voor in de vorm van losse atomen, omdat er dan geen gelegenheid is voor de atomen om zich tot een molecuul te combineren.

Maar ik had het over – 253 graden Celsius en dat behoeft wat toelichting.

Wij mensen zijn volledig gewend aan het werken met Celsius (en Fahrenheit), maar als het om het Universum gaat wordt er veel meer gewerkt met Kelvin. En dan is deze uitleg denk ik het beste.

Nul op de schaal van Celsius wordt nu gedefinieerd als het equivalent van 273,15 Kelvin en met een temperatuurverschil van 1 graad Celsius gelijk aan een verschil van 1 Kelvin. Dit betekent dus dat 100 graden Celsius, nu gedefinieerd wordt als het equivalent van 373,15 Kelvin.

Een makkelijk ezelsbruggetje om het om te rekenen is bij het omrekenen van Celsius naar Kelvin. Laatste twee letters ‘us’ wordt ‘plus’ (+).

0 graden Celsius = +273,15 Kelvin.

Omrekenen van Kelvin naar Celsius, laatste twee letters ‘us’ krijgen er de ‘m’ voor (minus).

0 Kelvin = – 273 graden Celsius.

Dus is – 253 graden Celsius gelijk aan 20 Kelvin.

Verbranding van waterstof:

7d811e45d2616fbd4b14fdad462e630d_medium.

Zoals al uitgelegd ontstaat bij de verbranding van waterstof heel erg zuiver water. En dat is een heel erg schoon afvalproduct. En doordat dat zo schoon is, is het ideaal om te gebruiken als vorm van energiedrager. Er komt geen CO2 bij vrij. En energiedragers kunnen gebruikt worden om mechanische kracht ((of warmte) te produceren of om chemische processen teweeg te brengen.

Maar kun je waterstof inzetten als duurzame energie?

Eerst eens even iets waar veel klimaat drammers (mooi woord) aan voorbij gaan, maar wat dus wel zo is.

Nederland is maar een klein land, met dus een geringe oppervlakte en die oppervlakte wordt intens gebruikt en dus wel zo intens dat het nog maar de vraag is of Nederland voldoende mogelijkheden heeft voor de winning van voldoende duurzame energie, die nodig is voor de energietransitie. Kunnen we bijvoorbeeld ooit genoeg waterstof produceren uit duurzame bronnen als zon en wind en die tevens kan concurreren qua kosten met fossiele brandstoffen en andere duurzame alternatieven. Zoals dus kernenergie of op termijn thorium centrales.

Dit bovenstaande is van groot belang als waterstof als energiedrager nog belangrijker wordt.

We praten dan over een waterstofeconomie. Het invoeren van een waterstofeconomie kan als acceptabele oplossing worden gezien voor het probleem dat het aanbod van duurzame energiebronnen zeer variabel is. Een waterstofeconomie is wel alleen milieuvriendelijk en ook duurzaam als de energie die in eerste instantie gebruikt wordt om het waterstofgas te vormen milieuvriendelijk is opgewekt. Als hiervoor zonne-energie wordt gebruikt, zouden zomaar ontwikkelingslanden een belangrijke rol kunnen gaan spelen in de wereldeconomie als de exporteurs van zonne-energie waarbij waterstof de energiedrager vormt.

Zonne-energie kan via zonnepanelen worden omgezet in elektriciteit om dan via leidingen te transporteren. Een vrij eenvoudige manier om bijvoorbeeld Afrikaanse ontwikkelingslanden uit hun armoedige situatie te krijgen, ze welvarender te maken en wat doorgaans ook zorgt voor minder bevolkingsgroei en extremistische denkbeelden.

e525e350f34195bca2bac66f79f65c79_medium.

*Candice*

https://tallsay.com/page/4294998892/thorium-als-brandstof

02/10/2019 16:33

Reacties (6) 

1
05/10/2019 10:26
Goed artikel! Duidelijk een thema waar zo snel mogelijk onderzoek naar moet worden gedaan om winbaarheid en rendement in balans te krijgen.
1
05/10/2019 10:42
Merci.

Dat moet zeker gebeuren.
1
03/10/2019 21:26
Tja een heel verhaal. Zit middenin verbetering momenteel, ook in uitdagingen.
Je hebt het eigenlijk over een brandstofcel die in grote hoeveelheden enorm veel ruimte in zal nemen. Interessant artikel. Maar verliezen zijn nog niet te compenseren...We moeten ook de energie die nodig is voor het proces verduurzamen en milieuontlasthand maken. wordt aan gewerkt xx
1
03/10/2019 22:09
Ik stel ook niet dat dit de oplossing zou zijn. Ik heb alleen uitgewerkt en aangegeven of en hoe waterstof zou kunnen worden gebruikt als energiedrager. Verder ben ik daar totaal niet mee bezig, Ik heb voor mezelf energie genoeg.

Ben niet zo voor het verduurzamen en milieu ontlastend maken van alles. Ik heb daar niet echt veel mee. xxx
1
02/10/2019 23:46
Op zich een logisch en begrijpelijk verhaal: behalve dat laatste. Kan er in Europa niet voldoende zonne-energie opgewekt worden dan, om waterstof aan te maken? Desnoods met een kerncentrale er bij, die zijn er voorlopig toch nog. Ook een bron van inkomsten voor onze 'noodlijdende' economieën aan de Middellandse Zee. Kunnen ze eens iets terug doen.

Ik zou mij net zo min lekker voelen als wij voor de stroom uit onze stopcontacten op al die onbetrouwbare Afrikaanse landen aangewezen waren als wij nu zijn van het Russisch aardgas en de Arabische olie. Je weet toch wat Shell al voor ...
1
03/10/2019 03:49
Oh met je eens en mensen moeten eens stoppen met bang zijn voor kernenergie. Dat zou al een hele boel schelen.

Met deel twee ook eens en was maar even een idee en meet niet, zonder daar even aan te denken.
Copyright © Tallsay.com. Alle rechten voorbehouden.
Door gebruik te maken van deze website geef je aan dat je onze Algemene voorwaarden en ons Privacy statement accepteert