Productie groene waterstof stuk goedkoper dankzij nanotechnologie

Groene waterstof is een belangrijk onderdeel in de energietransitie. Het kan bijdragen aan het verduurzamen van de chemie en als alternatief dienen voor vervuilende brandstoffen in bijvoorbeeld de scheepvaart of zware transport. Ook kan het ingezet worden voor het opvangen van pieken in de productie van wind- en zonne-energie.

Kosten waterstofproductie omlaag

Maar de productie van groene waterstof is nog altijd duurder dan de grijze variant die gemaakt is met aardgas. Een start-up uit Singapore zegt nu met een innovatie te komen waardoor het de kosten van waterstofproductie aanzienlijk kan verlagen.

Het bedrijf houdt zich bezig met nanotechnologie waarbij op nanoniveau geknutseld wordt aan onderdelen van de zogeheten elektrolyser, het apparaat dat de waterstof maakt. Elektrolyse kost nog veel energie en sommige varianten maken gebruik van zeldzame en dus kostbare metalen zoals platinum en iridium.

Verdubbeling waterstofproductie

SungreenH2 richt zich op de elektroden waarmee het water gesplitst wordt. Door de nanostructuur van de elektrode te veranderen vergroten ze het werkzame oppervlak. Daardoor is volgens het bedrijf een verdubbeling van de waterstofproductie mogelijk en is voor de elektrolyse 30 procent minder zeldzame metalen nodig.

Dat is goed nieuws, want het betekent een flinke reductie in kosten. “Door de nanostructuur te veranderen verdubbelen ze het oppervlak”, zegt professor future energy systems Ad van Wijk van de TUDelft. “Dat betekent dat ze minder materialen nodig hebben en dat drukt de kosten. Dat ze twee keer zoveel waterstof kunnen produceren betwijfelt hij. “Twee keer zoveel oppervlak betekent niet automatisch twee keer zoveel waterstofproductie. Je hebt alleen minder materiaal nodig.”

Zeldzame metalen

De innovatie van SungreenH2 is toepasbaar in alle typen elektrolysers. Van de verschillende types elektrolysers worden de alkaline-elektrolysers en polymer electrolyte membrane (PEM)-elektrolysers al veel gebruikt. De innovatie van SungreenH2 zal vooral voordeel opleveren in de types die veel zeldzame metalen gebruiken, zoals de PEM.

“Dat platinum en iridium op die elektrode worden gebruikt als catalysator, dat versnelt het proces. In een alkaline elektrolyser zoals bijvoorbeeld Shell die nu neerzet in de haven van Rotterdam zitten die metalen niet”, zegt Van Wijk. “In de PEM-elektrolyser zitten die metalen wel. Dat is een wat nieuwere technologie en is duurder dan de alkaline. Maar het voordeel is dat die sneller kan starten en stoppen, wat vooral van pas komt bij waterstofproductie die direct gekoppeld is aan wind- of zonne-energie vanwege het fluctuerende aanbod aan stroom.”

Nanotechnologie

De nanotechnologie kan volgens Van Wijk enorm bijdragen aan het reduceren van kosten van duurzame energie. “Niet alleen bij elektrolysers maar ook bij batterijen en zonnecellen.” Dat kan op verschillende manieren. Zo heeft de TUDelft een onderzoekteam dat molecuul voor molecuul die metalen op de elektroden legt. “Dat kan ook een factor honderd aan materiaal besparen. Al deze methoden zijn heel nuttig om de kosten van duurzame technologieën te reduceren.”