Diwaterstof of moleculaire waterstof (H2) is de belangrijkste enkelvoudige stof van het element waterstof. Het is bij normale druk en temperatuur een kleurloos, reukloos, smaakloos en uiterst brandbaar gas. Het wordt ook wel waterstofgas of eenvoudigweg waterstof genoemd.
Waterstof kan een alternatief zijn voor aardgas in wijken waar elektrische warmtepompen of een warmtenet niet toepasbaar zijn. Nederlandse netbeheerders kunnen hun gasnetten relatief eenvoudig geschikt maken voor de distributie van waterstof. Dit blijkt uit onderzoek van Certificeringsinstituut Kiwa.
Waterstof is officieel geclassificeerd als 'highly toxic and explosive' (klasse 2.1). Het is ontvlambaar en moet onder strikte voorwaarden opgeslagen worden. Echter, in de praktijk ontstaat zelden explosiegevaar omdat waterstof zo'n licht gas is, en dus opstijgt in plaats van zich net boven de grond te verzamelen.
Waterstof is het meest voorkomend element in het universum. Onder normale omstandigheden is het gasvormig en spreken we over waterstof gas (H2). Waterstof is ook het lichtste gas dat we kennen, maar onder hoge druk heeft het per kg wel een hoge energie dichtheid van 120 megajoule (MJ).
Een voordeel is wel dat waterstof een licht molecuul is, waardoor het gas snel opstijgt en zich snel verspreid. Door deze eigenschappen wordt waterstof terecht gezien als een gevaarlijke stof, maar dat maakt waterstof niet per se gevaarlijker dan andere brandstoffen, zoals aardgas of benzine.
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 alleen duurzaam als het gemaakt wordt uit water en duurzaam opgewekte elektriciteit, en daar hebben we nog lang niet genoeg van. We moeten dus zorgen dat we voldoende duurzame energie kunnen opwekken om zelf te gebruiken en om ook waterstof te maken.
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.
De nadelen van waterstof zijn: Bij het maken van waterstof gaat energie verloren. Bij het omzetten van elektriciteit in waterstof gaat zo'n 25 procent van de energie verloren. Ook bij het omzetten van waterstof naar elektriciteit is er sprake van energieverlies: zo'n 40 procent.
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.
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.
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.
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.
Het grote knelpunt zit 'm in de opwekking (elektrolyse) en opslag van de waterstof. Dit is beduidend duurder dan aardgas en dus zal een bewoner niet zomaar instemmen met het overschakelen van aardgas naar waterstof. In de komende jaren zal dus enige vorm van subsidie nodig zijn om dit te realiseren.
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.
Met waterstof kun je een huis verwarmen, maar het is niet geschikt om mee te koken. Daarom is er bij de toepassing van H2 vaak een hybride oplossing nodig. De huizen in Wagenborgen gebruiken straks waterstof en elektriciteit. Er komt een ketel op waterstof en een warmtepomp als back-up.
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.
Het grote voordeel van waterstof ten opzichte van elektriciteit is dat u ''gewoon'' kunt tanken en dat dit net zo snel gaat als brandstof tanken. Het laden van een elektrische auto kost namelijk erg veel tijd en deze auto's hebben ook nog eens een beperkte actieradius van maar zo'n 200 tot 400km.
Auto's die rijden op fossiele brandstoffen zijn vanaf 2035 verboden in de EU. Alternatieve vormen van brandstof zijn er al: elektrische energie en waterstof. Dit zal veel bijdragen aan het halen van de klimaatdoelen.
Een waterstof elektrische auto heeft een relatief grote actieradius. Op een kilo waterstof kan je gemiddeld 100 kilometer rijden. De Toyota Mirai heeft een tankinhoud van 5,6 kilo, omgerekend heeft de auto daarmee een actieradius van 650 kilometer.
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.
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 ...
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.