Waterstof is een molecuul (H₂) dat is opgebouwd uit twee waterstofatomen (H). Waterstof komt veel voor op aarde maar is altijd verbonden met andere atomen. Waterstof is een niet-giftige, kleurloze, smaakloze en reukloze stof. Bij normale omstandigheden, zoals kamertemperatuur en normale drukken, is waterstof gasvormig.
Kun je waterstof zien? Nee, je kunt waterstof niet zien, maar als je het verbrandt (zoals je aardgas ook verbrandt in bijvoorbeeld een Cv-ketel) zou je een lichte vlam kunnen waarnemen.
Waterstof is het meest voorkomende element in het universum. Onder normale atmosferische omstandigheden is waterstof gasvormig. We spreken dan ook over waterstofgas (H2). Het is een reukloos, kleurloos, zeer licht en niet-giftig gas.
Om een liter waterstofgas(0 graden 1013 HPa)) te maken heb je slechts 0.80 ml water nodig, Een mol (=2gram)waterstofgas is ongeveer 22,4liter bij bovengenoemde druk en temperatuur dus een liter waterstof is 1l/22.4l x 18gram/mol water vergt de elektrolyse van 0.80gram water en dat is dus 0.80ml ofwel 0.00080 liter ...
Waterstof wordt per kilo afgerekend en de gemiddelde prijs daarvoor is op dit moment zo'n 10 euro excl. BTW en 12,10 euro incl. BTW. Deze prijs kun je niet vergelijken met de literprijs van benzine of diesel.
De motor kan op diesel draaien zoals voorheen, maar kan omschakelen naar waterstof. Als de motor op waterstof loopt, is er nog ongeveer 5 procent diesel nodig. Momenteel hebben twee schepen al de converteerde V12 aan boord en volgens MAN is de diesel-waterstofmotor klaar voor productie.
De hoeveelheid waterstof die nodig is om 100 kilometer te rijden is ongeveer anderhalf tot twee keer zo duur als de stroom om een elektrische auto dezelfde afstand te laten rijden. De waterstofauto is daarmee qua brandstofkosten nog wel iets goedkoper dan een gemiddelde benzineauto.
Groene waterstof is nu nog een dure vorm van duurzame energie; al snel 5 keer zo duur als aardgas. Waterstof moet gemaakt worden door elektrolyse van water met elektriciteit.
Dat heet elektrolyse. Als je waterstofgas verbrandt, ontstaat warmte en water. Je kunt de energie van elektriciteit dus met elektrolyse 'opslaan' in waterstof en de energie weer vrij laten komen uit de waterstof door het te verbranden. Elektrolyse kost natuurlijk energie.
Bij grijze en blauwe waterstof is dus nog sprake van een fossiele basis. Waterstof wordt 'groen' indien het gemaakt wordt via elektrolyse waar water wordt opgesplitst in waterstof en zuurstof door middel van hernieuwbare elektriciteit.
Als brandstof is waterstof zeer ontvlambaar, zodat lekkage van waterstof een ernstig brandrisico inhoudt. Waterstofbranden zijn echter duidelijk anders dan branden waarbij andere brandstoffen betrokken zijn.
Al met al is waterstof geen geschikte brandstof om onze personenauto's op te laten rijden. De toekomst voor personenauto's ligt bij batterij-elektrisch rijden. Qua energierendement en de kosten van de energie is waterstof niet concurrerend met batterij-elektrisch rijden.
Waterstof is eerst en vooral niet giftig en vormt dus geen gevaar bij inademing. Het is echter ook kleurloos, geurloos en smaakloos wat maakt dat het niet opgemerkt kan worden door een persoon.
Warmtestraling. Maar voor wie het echt wil, met een gastoestel/gasfornuis kun je koken op waterstof. De warmtestraling van een waterstofvlam is minder sterk dan die van aardgas. De verbrandingstemperatuur van waterstof ligt weer wel hoger.
Waterstofauto gevaarlijk? Bij waterstofauto's is uiteraard veiligheid gewaarborgd. De tanks voor waterstof zijn zeer sterk en bestand tegen de impact van zeer zware crashes. De tank is vele malen sterker dan die van benzine, omdat die immers ook de hoge druk (tot 700 bar) van waterstof moet weerstaan.
De meeteenheid van waterstof is niet een liter, zoals bij benzine, maar een kilo. De prijs van waterstof zal gelijk zijn aan de huidige marktprijs en ligt rond de €10 per kg. Er gaat ongeveer 5 à 6 kilo in de tank van een waterstofauto. Op 1 kilo kun je gemiddeld 100 km rijden.
Remeha heeft op de Bouwbeurs als eerste Nederlandse cv-ketelproducent een prototype gepresenteerd van een waterstofketel. Deze ketel kan straks je huis verwarmen, zonder de extra isolatiekosten die een warmtepomp nodig heeft.
De klassieke verbrandingsmotor in benzineauto's is niet geschikt voor waterstof. De auto moet met een elektrische motor worden aangedreven die via een brandstofcel wordt gevoed. Die cel zet waterstof om in elektriciteit.
Waterstof maken met elektrolyse
Zeer eenvoudig uitgelegd jaagt men elektriciteit door water (H20) en daarbij wordt zuurstof en waterstofgas gevormd.
De waterstofauto van de Japanners kost 65.995 euro, de Tesla Model S heeft een prijskaartje van net geen 80 mille. Je koopt met die Mirai bovendien een auto van een fabrikant die bekend staat om de hoogst mogelijke bouwkwaliteit en betrouwbaarheid en dat is iets wat je van Tesla niet kun zeggen.
De voor- en nadelen van een verbrandingsmotor op waterstof
De ontbrandingssnelheid van waterstof is acht keer hoger dan die van benzine. Er is dus een snellere respons en meer koppel.
Aan de ene kant van het membraan vloeit waterstof door de gaskanalen en aan de andere kant zuurstof. Wanneer de twee gassen met elkaar reageren ontstaan stoom (water) en elektriciteit. Met de elektriciteit kan een elektromotor van een auto worden aangedreven. Een auto kan zo op waterstof rijden.
Hierdoor gaat de brandstofcel van de Toyota Mirai even lang mee als de auto zelf. Bovendien heeft hij vijf jaar of tot 200.000 kilometer garantie, En mocht je waterstofauto aan eind van zijn levensduur zijn, dan heeft Toyota een innameplan voor de brandstofcelstapel.
Op dit moment ligt de prijs van waterstof 20% tot 40% hoger dan die van aardgas. Maar we hebben nu nog voornamelijk te maken met 'grijze' waterstof, die niet duurzaam geproduceerd wordt. Die waterstof zal straks zeker niet door de leidingen gaan om als brandstof te dienen voor uw cv-ketel.