Wat is waterstof en hoe maak je het,….. weetjes over waterstof.
Waterstof is het eerste scheikundige element uit het periodiek systeem.
Het heeft het symbool H afgeleid van Hydrogenium: van het Griekse hydor (water) en genes (scheppen/maken).
Vrij vertaald betekent waterstof dus ‘watermaker’.
Losse atomen waterstof (H) komen nauwelijks voor, doordat ze zich snel verbinden met andere atomen. Als twee waterstofelementen zich verbinden, ontstaat een twee-atomige molecule: diwaterstof ofwel waterstofgas.
Als we het vandaag de dag (en hier) hebben over waterstof, bedoelen we daarmee waterstofgas: H2.
Waar zit waterstof?
Waterstof is het meest voorkomende element in het heelal. Daar zijn negentig procent van de atomen waterstofatomen. Ook sterren bestaan voor het grootste deel uit waterstof.
Op aarde zit een groot deel van de waterstof in water: H2O – twee waterstofatomen en één zuurstofatoom. Waterstof komt ook voor in veel organische verbindingen.
En in fossiele brandstoffen, maar dan in combinatie met koofstof (C).
Wat zijn de eigenschappen van waterstof?
Als gas (H2) is waterstof kleurloos, reukloos, smaakloos, niet radioactief, niet giftig en heeft het een hoge verbrandingswaarde.
Waterstof is een extreem licht gas, veertien keer lichter dan lucht.
Hoe maak je waterstof?
Omdat waterstof op aarde voorkomt in verbindingen, moet eerst iets gebeuren om deze te ‘ontbinden’ en zo waterstofgas te krijgen.
De eerste methode is elektrolyse: een proces waarbij je water (H2O) onder stroom zet en zo water omzet in zuurstof (O) en waterstofgas (H2).
Waterstof is ook te maken via thermochemische processen, bijvoorbeeld het omzetten van fossiele brandstoffen, waarbij koolwaterstoffen gesplitst worden in koolstof (C) en waterstof.
Tot slot is waterstof te verkrijgen via biochemische omzetting van biomassa en bijvoorbeeld van algen.
Hoe wordt waterstof energie?
Waterstof is geen energiebron, wel een energiedrager.
Om er een elektromotor (bijvoorbeeld in een auto) op te kunnen laten draaien, is een brandstofcel nodig die waterstof omzet in elektriciteit.
Daarbij vindt omzetting van waterstof en zuurstof plaats in ionen: deeltjes die geladen zijn.
Die reactie wekt elektriciteit op voor de aandrijving van een elektrische installatie of motor.
Het restproduct is waterdamp.
Een andere mogelijkheid is een op waterstof aangepaste verbrandingsmotor,
bijvoorbeeld de EVS- Hydrogen verbrandingsmotor.
Waarvoor is waterstof te gebruiken?
Vandaag de dag is waterstof op grote schaal in gebruik als grondstof in de chemische industrie – voor bijvoorbeeld ammoniak en bepaalde kunststoffen – en in raffinaderijen.
Waterstof is verder een (potentiële) brandstof voor alle vormen van transport: via weg, water, lucht en spoor.
In het algemeen is het bij uitstek geschikt voor elektrische toepassingen die het niet redden met batterijen. In de industrie is het een interessante optie voor processen die hoge temperaturen vereisen.
Huishoudens kunnen het in de toekomst, via netwerken op wijkniveau, mogelijk gaan gebruiken voor warmte.
Is waterstof een schone brandstof?
Als het gaat om het rijden op waterstof waarbij waterstof via een brandstofcel omgezet wordt in elektriciteit, is de uitstoot uit de uitlaat van de auto schoon.
Met schoon bedoelen we dat er bij het rijden geen luchtvervuildende emissies zijn.
Uit de uitlaat komt alleen schone waterdamp. Gaat het om hoeveel broeikasgassen er worden uitgestoten bij de productie van waterstof, dan hangt het af van hoe de waterstof wordt gemaakt.
Vandaar het onderscheid tussen ‘groene’ waterstof (uit elektrolyse met duurzame elektriciteit van wind, zon of water) en ‘grijze’ waterstof (uit fossiele brandstof); bij de laatste komt CO2 vrij.
Dan is er nog een ‘blauwe’ variant. Hierbij gaat de vrijgekomen CO2 permanent in opslag, in bijvoorbeeld lege gasvelden op zee, waardoor de zo verkregen waterstof “CO2 neutraal” is.
Aangezien de beschikbaarheid van groene stroom en de huidige schaalgrootte van waterstoffabrieken (elektrolysers) nog groeiende is werken waterstofvulpunten in Nederland op dit moment op groene gecertificeerde waterstof.
Deze waterstof is middels garanties van oorsprong afkomstig van groene stroom uit zon of wind of biogas.
De certificaten van de leveranciers worden ge-audit door onafhankelijke partijen zoals Vincotte en TUV SUD.
Hoe sla je waterstof op?
Het mooie van waterstof is dát je het kunt opslaan.
In grote hoeveelheden en voor langere tijd.
Bij wind- en zonnestroom is dat nog altijd lastig.
Opslaan gebeurt in tanks, als samengeperst gas of – flink gekoeld en geïsoleerd – als vloeistof. Het wordt ook als gecomprimeerd gas ondergronds opgeslagen, bijvoorbeeld in zoutgrotten en in lege olie- en gasvelden.
Hoe is waterstof te transporteren?
Net zoals bij opslag vindt vervoer van waterstof plaats in samengeperste of vloeibare vorm, in tanks. In de industrie bestaan al leidingnetwerken voor waterstof.
In de toekomst is waterstof via het bestaande aardgasnetwerk mogelijk ook te transporteren naar woningen en bedrijven.
Hiervoor loopt al een aantal proeven.
Wat kost waterstof?
Er zijn veel factoren die de kosten en daarmee de prijs van waterstof bepalen.
Denk aan de kosten voor productie, de prijs van (groene, grijze of blauwe) elektriciteit en van aardgas, investeringen in installaties, opslag en distributie.
Ook het klimaatbeleid speelt een rol.
Uiteindelijk zal waterstof moeten kunnen concurreren met andere energiebronnen.
Daarvoor is grootschalige productie nodig.
Naar verwachting zal dat nog zeker tot 2030 duren.