Met de uitvinding van de Israëlische wetenschappers Hen Dotan, Gideon Grader en Avner Rothschild komt goedkope waterstof weer een stap dichterbij. Hun ultieme doel is een efficiëntere productie van waterstof die niet duurder is dan fossiele brandstoffen.

De drie wetenschappers werken voor het Technion-Israel Institute of Technology in Haifa. Hun start-up H2Pro ontving onlangs een startkapitaal van 22 miljoen dollar (20 miljoen euro) van Microsoftoprichter Bill Gates en de Chinese miljardair Li Ka-shing om de eerste fabriek te bouwen.

Een kilogram groene waterstof kostte in 2019 nog 2,30 tot 6,00 euro, volgens de cijfers van economisch vakblad Bloomberg. H2Pro stelt vanaf 2023 een kilogram groene waterstof te kunnen produceren voor 1 euro per kilogram. Volgens Bloomberg zou dat weleens zou kunnen zorgen voor een versnelde doorbraak van groene waterstof.

De Israëliërs ontwikkelden daarvoor de zogeheten E-TAC-techniek (van Electrochemical, Thermally Activated Chemical). Deze splitst water in waterstof en zuurstof met behulp van elektriciteit, net als bij gewone elektrolyse. Maar in plaats van een rendement van 75 procent halen de Israëliërs en rendement van ruim 95 tot 98,7 procent, zo bleek uit een publicatie in het wetenschappelijke vakblad Nature Energy.

Waardoor is de techniek van H2Pro zo veel efficiënter? Desgevraagd legt een woordvoerder van H2Pro uit dat het lagere rendement bij gewone elektrolyse komt door de productie van zuurstof. „Wij omzeilen dat door een elektrolyseproces in twee trappen. In de elektrochemische stap ontstaat er bij 25 graden Celsius alleen waterstof. Vervolgens wordt het mengsel verhit. Pas dan komt er uit een speciale elektrode zuurstof vrij. Doordat waterstof en zuurstof zo niet kunnen mengen, is er geen duur membraan nodig.”

Bovendien kan door het ontbreken van het membraan de druk omhoog tot meer dan 100 bar. De kosten van de elektrolyse kunnen daardoor verder naar beneden, terwijl dit de techniek geschikter gemaakt voor industriële toepassingen.

„Dat ons nieuwe elektrolyseproces uniek is, blijkt wel uit onze publicatie in Nature Energy. Die hoorde bij de selecte 1 procent van de topartikelen”, verklaart de woordvoerder.

De Israëliërs denken met hun techniek een bijdrage te kunnen leveren aan de toekomstige waterstofeconomie. Vandaag de dag verbruikt de wereld meer dan 70 miljoen ton waterstof per jaar. En die hoeveelheid gaat alleen maar omhoog wanneer de wereld afscheid neemt van fossiele brandstoffen zoals aardolie, aardgas en steenkool. Bij de verbranding van waterstof komt immers geen CO2, maar alleen een beetje waterdamp vrij.

Welke bijdrage kan uw technologie leveren aan een duurzame waterstofeconomie?

De woordvoerder: „Een enorme bijdrage. Goedkope waterstof is cruciaal voor het aandrijven van de waterstofeconomie. Waterstof geproduceerd met behulp van H2Pro’s techniek zal de goedkoopste groene waterstof zijn. Zeker wanneer deze de elektriciteit betrekt uit duurzame bronnen.”

Momenteel wordt 53 procent van de waterstof aangewend om kunstmest te maken, 20 procent gaat naar olieraffinaderijen, 7 procent naar de methanolproductie en de rest naar allerlei andere doeleinden. In de toekomst moet waterstof fossiele brandstoffen gaan vervangen. Bijvoorbeeld als brandstof voor elektrische auto’s, om huizen te verwarmen en om overtollige elektriciteit van zon en wind op te slaan.

Niet iedereen is positief over een duurzame waterstofeconomie. Duurzame energie om voldoende waterstof te maken is nog nauwelijks voorhanden. En het rendement van de waterstofproductie gevolgd door een omzetting in elektriciteit ligt nog erg laag. De netto-efficiëntie daarvan bedraagt zo’n 30 procent.

Waarom bent u wel positief over een duurzame waterstofeconomie?

De woordvoerder: „De omzetting van hernieuwbare energie naar waterstof met H2Pro zal een efficiëntie van minstens 95 procent hebben. Wanneer de waterstof wordt gebruikt voor verwarming is het rendement daarvan 95 procent.

Als de waterstof die is gemaakt met de E-TAC-techniek wordt aangewend om elektriciteit van te maken bijvoorbeeld met behulp van een brandstofcel in een auto, bedraagt het rendement 50 procent. Dat is nog altijd lager dan de efficiëntie van batterijen. Die bedraagt 90 procent. Toch kan waterstof nog steeds de betere keuze zijn, aangezien waterstoftanks bijna 99 procent goedkoper zijn dan accu’s.”