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 ...
Als we dus 1 kg waterstofgas (H2, molaire massa ongeveer 2,02 g/mol), afgerond 496 mol, willen maken, moeten we ook 496 mol, oftewel zo'n 8,9 kg water (molaire massa ongeveer 18,02 g/mol) gebruiken.
De energiedichtheid van waterstof bij 1 bar is ongeveer 11 kJ per liter. Dat betekent dat bij een opbrengst van gemiddeld 250 liter per dag bij atmosferische druk het waterstof zonnepaneel per jaar ongeveer 1000 MJ (250 liter x 365 dagen x 11 kJ per liter) aan waterstof produceert.
Ook op aarde is veel waterstof: zo'n 2/3 van alle moleculen bevat een of meer waterstofatomen. Denk maar aan water, dat bestaat uit 2 waterstofatomen en 1 zuurstofatoom (H₂O). Of aan methaan (aardgas; CH₄), dat bestaat uit 1 koolstofatoom en 4 waterstofatomen.
Waterstofgas is het lichtste gas en heeft bij atmosferische druk een kookpunt van slechts -252 °C en een smeltpunt van -258 °C. De dichtheid bedraagt slechts 0,08988 gram/liter (ter vergelijking: dichtheid water: 1000 gram/liter), en toch heeft het de hoogste energie inhoud per gewichtsverhouding.
Wat kost waterstof? Waterstof reken je niet af per liter, maar per kilo. Aan de pomp betaal je gemiddeld tien euro per kilo. Er gaat zo'n vijf tot zes kilo in een waterstofauto.
Waterstof tanken kost op dit moment ongeveer € 9,95 per kilogram. Waterstofauto's kunnen doorgaans 5 tot 8 kilo waterstof in hun tank opslaan. Hiermee kunt u 500 tot 800 kilometer rijden. Een volle tank waterstof kost afgerond € 50,- tot € 80,-.
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.
Er zijn verschillende voordelen te benoemen voor waterstof. Deze gasvormige stof kan namelijk worden geproduceerd. Daardoor kan waterstof in feite niet opraken. Daarnaast kan waterstof worden opgeslagen en getransporteerd.
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 ...
Productie, opslag en toepassing van waterstof vereisen complexe en dure apparatuur die aan allerlei veiligheidseisen moet voldoen. Dat is op huishoudelijk niveau niet zomaar mogelijk, ook niet bij een boerderij of klein bedrijf met een loods vol zonnepanelen op het dak.
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.
Waterstof is bovendien explosief in een breed concentratiegebied in besloten ruimtes bij aanwezigheid van zuurstof en een ontstekingsbron. De vluchtigheid van waterstof maakt ook dat het de neiging heeft tot lekken in bepaalde deelcomponenten zoals leidingen, drukvaten of opslagtanks.
Om één kilogram waterstofgas te maken heb je ongeveer 50 kWh aan elektriciteit nodig. Daarnaast is er energie nodig om het geproduceerde gas onder hoge druk op te slaan. Grofweg kan je stellen dat er ongeveer 2x zoveel energie nodig is als dat er in 1 kg waterstofgas is opgeslagen.
Groene waterstof is duurzaam, maar de productie is erg duur, kost veel tijd en is ingewikkeld. Grijze waterstof is makkelijker te maken, maar niet duurzaam. Het aanleggen van een goede infrastructuur voor waterstof (bijvoorbeeld het aanpassen van het bestaande gasnet) kost veel geld.
Als we met groene waterstof niet duurder uit zouden moeten zijn dan met aardgas, moet waterstof nu € 0,75/3 = ongeveer € 0,25/m³ gaan kosten. Rond 2030 zou € 0,33 concurrerend zijn (inclusief eventuele energieheffing en btw). Grijze waterstof gemaakt met aardgas kost nu onbelast tussen € 1,5 tot € 2,- per kg.
Nadelen van een auto op waterstof
In een tank van een waterstofauto kan 5 à 6 kg waterstof, dus een volle tank kost 50 à 60 euro. Daarmee rijd je gemiddeld 500 km. Verder heeft waterstofgas een lage dichtheid en dus een groot volume, waardoor de waterstoftank in een auto behoorlijk wat plaats inneemt.
Blauwe waterstof is het product van grijze waterstofproductie in combinatie met CO2-afvang en -opslag. Men onderscheidt blauwe waterstof van grijze waterstof (productie uit fossiele bron met toename van broeikasgassen in de atmosfeer) en groene waterstof (uit hernieuwbare bron).
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.
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.
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.
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.
Waterstof is oneindig beschikbaar
Waterstof in bruikbare vorm komt niet in de natuur voor, maar moet gemaakt worden. Het is dus geen energiebron, maar een energiedrager. Waterstof kunnen we op verschillende manieren maken, zoals met aardgas of groene elektriciteit.
Gemiddeld 5 tot 8 kilo per personenauto. Hiermee kun je zo'n 500 tot 800 kilometer rijden.
Maar het automerk Toyota is het eindelijk gelukt: de waterstofauto Mirai is een feit. Wat moet je weten over waterstofauto's? Echt goedkoop kun je de waterstofauto Toyota Mirai met zo'n 60.000 euro (nog) niet noemen, maar het rijden op waterstof is met deze auto wel een stapje dichterbij gekomen.