Hoe werkt een waterstofbrandstofcel?
Voertuigen met waterstofcellen werken door waterstof te gebruiken in een brandstofcel, waar het wordt gecombineerd met zuurstof en de resulterende chemische reactie elektriciteit opwekt. Het is een schoon proces met als enige bijproducten, naast elektriciteit, warme lucht en waterdamp.
In veel opzichten werkt een waterstofbrandstofcel net als een batterij, behalve dat een brandstofcel niet regelmatig moet worden opgeladen via een externe bron, maar direct elektriciteit opwekt, en dat zal blijven doen zolang waterstof, een van de meest overvloedige stoffen op aarde, beschikbaar is. Voertuigen op waterstof hebben ook veel van dezelfde voordelen van elektromobiliteit: geen uitlaatemissies en weinig geluid.
Als de waterstof wordt geproduceerd uit een hernieuwbare bron, kan hij zeer lage "well-to-wheel"-emissies hebben. In de huidige situatie is echter ongeveer 95% van de geproduceerde waterstof afkomstig van fossiele brandstoffen, zoals aardgas en aardolie. Dit heeft een aanzienlijk effect op het totale klimaateffect van waterstof en uiteraard zou meer waterstof uit hernieuwbare bronnen moeten worden geproduceerd om de technologie groener te maken.
Wat zijn de uitdagingen en kansen?
Een belangrijke belemmering voor de bredere acceptatie van voertuigen op waterstof zijn de productiekosten van brandstofcellen, wat betekent dat waterstof als brandstofbron ongeveer 3-4 keer duurder is dan diesel. Er zijn ook grote tekortkomingen in de infrastructuur, die duur is om aan te leggen. Momenteel rijden er niet genoeg waterstofvoertuigen op onze wegen om deze infrastructuur winstgevend te maken.
Deze uitdagingen zijn echter niet onoverkomelijk en waterstofbrandstofcellen bieden nog steeds een enorm potentieel als schone brandstofbron. Daarom zetten China, Japan en Zuid-Korea groot in op waterstof, waarbij China als doel heeft gesteld om 1 miljoen waterstofvoertuigen te hebben tegen 2030, wat een aanzienlijke stijging is ten opzichte van de huidige 1.500. Japan heeft ondertussen zijn doelen gesteld op 800.000 voertuigen op de wegen rond dezelfde tijd. Dit is heel logisch voor landen die arm zijn aan hulpbronnen, zoals Japan, waar waterstof alle voordelen van elektromobiliteit kan bieden zonder het elektriciteitsnet van het land verder onder druk te zetten.
Veel voorstanders van waterstoftechnologie zijn van mening dat het een levensvatbaarder alternatief is voor dieseltrucks dankzij een groter bereik en kortere tanktijden. Recente experimenten met nieuw materiaal zoals mangaanhydride tonen dat het mogelijk is om het bereik nog verder uit te breiden door tanks te ontwerpen die kleiner, goedkoper en energierijker zijn dan bestaande waterstofbrandstofceltechnologieën.
Is waterstof de brandstof van de toekomst?
Dus wat is het oordeel over waterstof? Wel, zolang waterstofbrandstofcellen het potentieel bieden om over te schakelen op groener transport, denk ik dat het een technologie moet zijn die we blijven onderzoeken en ontwikkelen.
Zoals bij elke discussie over alternatieve brandstoffen, moeten trucks op waterstof versus elektriciteit niet worden gezien als een "winner takes all"-argument. We moeten eerder de voor- en nadelen van elk alternatief in overweging nemen en begrijpen dat elke oplossing concurrerend zal zijn voor verschillende activiteiten, regionale behoeften en op verschillende tijdstippen.
Ondanks de duidelijke kosten- en infrastructuurvoordelen van voertuigen op batterijen ten opzichte van de huidige waterstofceltechnologie, is er geen wondermiddel. Beide technologieën staan voor verschillende uitdagingen die betrekking hebben op infrastructuur, aanvaarding door de klant, impact op het net, volwassenheid en rijbereik.
