UvA-scheikundigen zetten methodes voor waterstofopslag op een rij
Waterstof is een uitstekende manier om energie te vervoeren, maar wat is de beste manier om het gas op te slaan? Een landelijke werkgroep waar UvA-scheikundige Chris Slootweg deel van uitmaakt, ontving 18 miljoen euro van het Nationaal Groeifonds om die vraag te beantwoorden.
De Nederlandse overheid investeert fors in waterstoftechnologie. Afgelopen oktober kwam via het Nationaal Groeifonds 18 miljoen euro vrij om onderzoek te doen naar de opslag en transport van waterstof via de tijdelijke organisatie GroenvermogenNL. UvA-scheikundige Chris Slootweg leidt een subgroep van dat project, gesubsidieerd met 5,4 miljoen euro over specifiek de grootschalige opslag van waterstof. Vijf promovendi en één postdoc worden daarvoor aangesteld, waarvan één aan de UvA zal gaan werken.
‘Een van de uitdagingen voor waterstofopslag is dat waterstof een gas is met een hele lage dichtheid,’ vertelt Chris Slootweg van het Van ‘t Hoff Institute of Molecular Science (HIMS) die het onderzoeksprojectprogramma naar de grootschalige opsag van waterstof leidt samen met onderzoeksorganisatie TNO. Om die reden is het interessant om waterstof ondergronds op te slaan, bijvoorbeeld in oude holtes die zijn gecreëerd voor zoutwinning. Vier promovendi in Wageningen, Utrecht, Delft en Twente gaan daar onderzoek naar doen, onder andere naar wat die opslag doet met de zuiverheid van waterstof.
Waterstofdragers
De UvA heeft als een van de weinige universiteiten in Nederland expertise in de opslag van waterstof boven de grond. Om geen gigantische ruimtes nodig te hebben, zal het gas daarvoor kleiner gemaakt moeten maken. Slootweg: ‘Dat kan door het onder hoge druk of extreem lage temperaturen vloeibaar te maken, maar dat vraagt veel energie.’ Daarom werkt de UvA aan methodes om waterstof chemisch te binden aan een andere stof – de zogenoemde waterstofdrager – om waterstof zo bij kamertemperatuur te kunnen vervoeren.
Waterstof kan een belangrijke rol spelen bij de verduurzaming van onze energiesystemen, maar duurzaam geproduceerde waterstof is nog schaars en bovendien niet geschikt voor alle toepassingen. Daarom heeft stichting Natuur & Milieu de waterstofladder in het leven geroepen. Die ladder laat zien dat waterstof vooral ingezet zal worden bij processen waar veel energie bij nodig is, waar een batterij niet efficiënt meer is. Denk aan elektrische vliegtuigen en containerschepen waar de accupakketten simpelweg te zwaar worden. Elektrische auto’s zijn dan wel weer bijna drie keer efficiënter dan waterstofauto’s.
Een vaak genoemd voorbeeld is het vervoer van waterstof in de vorm van ammoniak. Slootweg: ‘De reden daarvoor is dat de ammoniak al grootschalig wordt geproduceerd in de industrie voor het gebruik in kunstmest. Maar ammoniak is toxisch, bovendien heb je om waterstof vrij te maken uit ammoniak temperaturen van boven de 400 graden Celsius nodig. Wij doen onderzoeken naar nieuwe methodes.’
Scheikundigen bij het HIMS doen al jaren onderzoek naar nieuwe vloeibare en vaste waterstofdragers maar een overzichtswerk ontbreekt nog. Daar gaat een UvA-promovendus de komende jaren aan werken. Slootweg: ‘Het gaat om een stuk of tien potentiële waterstofdragers, waarvan de promovendus systematisch gaat bepalen wat de eigenschappen zijn, hoeveel waterstof ze opnemen, de temperatuur van opslag en vrijlating, de toxiciteit en of de infrastructuur realiseerbaar is. Met als doel om de kansrijke dragers voor grootschalige toepassingen te selecteren.’
Shell
Ook Shell en de Gasunie zijn partner in het onderzoeksconsortium GroenvermogenNL. De commissie voor Samenwerkingen met Derden moet het project nog onder de loep nemen, al voorziet Slootweg geen problemen. ‘Het besluit van de UvA is dat samenwerken mag, mits het duurzaam is, en dat is dit onderzoeksprogramma 100 procent. Bovendien werken we in dit project niet direct samen met Shell.’
