Efficiënte elektrolysetechniek voor waterstofproductie

Rijkert Knoppers

Het Amerikaanse bedrijf Proton OnSite gaat in Hamburg een elektrolyse-installatie bouwen voor de productie van waterstof uit water bij lage temperatuur.

Het gaat hierbij om een zogeheten proton exchange membrane (PEM) elektrolyseur, waarbij een polymeermembraan de vloeistof scheidt in twee compartimenten. Aan de anode wordt water omgezet in zuurstof en protonen. Die laatsten bewegen door het membraan naar de kathode, waar zij met elektronen worden omgezet tot waterstof. Dankzij de toepassing van het proton exchange membrane en het feit dat de cel bij relatief lage temperatuur werkt, zijn zaken als afdichting, montage en bediening minder complex dan bij de meeste andere elektrolyseurs.

Het gebruik van een elektrolyseur is een interessant alternatief voor tankstations die waterstof willen aanbieden, maar niet zijn aangesloten op een waterstofpijpleiding. Duitsland telt momenteel vijftien waterstoftankstations voor brandstofcelauto’s. Het samenwerkingsverband H2 Mobility, waaraan Daimler, Shell, Total, OMV, Air Liquide en Linde deelnemen, wil dit aantal opkrikken tot vierhonderd in het jaar 2023.

‘Het gebruik van een elektrolyseur is in Duitsland vooral nuttig, omdat met het overschot aan opgewekte elektriciteit van windturbines en zonnepanelen uitstekend waterstof valt te maken’, vertelt Jan Piet van der Meer, directeur van de in Amersfoort gevestigde Nederlandse Waterstof en Brandstofcel Associatie (NWBA). ‘Als je vervolgens waterstof overhoudt is dat geen enkel probleem, omdat je de waterstof onder 100 tot 150 bar in lege zout­cavernes kan opslaan.’

Ook particulieren

In ons land heeft alleen het waterstoftankstation in Amsterdam een op groene stroom draaiende elektrolyseur; dit tankstation was tot voor kort uitsluitend in gebruik voor de waterstofbussen die in de hoofdstad rondrijden, maar binnenkort kunnen ook particuliere brandstofcelauto’s hier terecht. Het waterstoftankstation in Arnhem heeft een reformer, die uit aardgas waterstof maakt, het waterstof­station Helmond krijgt de benodigde waterstof uit gasflessen.

‘Het gaat bij dit soort ontwikkelingen uiteindelijk om het terugdringen van de koolstofdioxide-uitstoot’, aldus Van der Meer. ‘Als we in 2021 gemiddeld hooguit 95 g koolstofdioxide-uitstoot per auto willen hebben, zoals in Europa is afgesproken, zullen we deze waterstof- en brandstofceltechnologie hard nodig hebben.’