Waterstofauto

Een waterstofauto is een auto die niet rijdt op fossiele brandstoffen zoals benzine of diesel, maar op waterstof (H₂). In een brandstofcel wordt het waterstof met zuurstof (O₂) uit de lucht omgezet in water (H₂O). Dit water verlaat de auto vervolgens in de vorm van waterdamp.

Omdat er bij deze reactie energie vrijkomt, kan daarmee in de brandstofcel elektriciteit worden opgewekt. Deze elektriciteit wordt vervolgens gebruikt om een elektromotor aan te drijven, waarop de auto kan gaan rijden.

De chemische reactie in de brandstofcel is 2 H₂ + O₂ → 2 H₂O.

[bewerk] Productie van waterstof

Waterstof is echter een gas en kan dus niet, zoals aardolie, uit de grond gehaald worden. Het zal dus geproduceerd moeten worden. Dit gebeurd via elektrolyse, een proces waarbij water omgezet wordt in waterstof en zuurstof. Dat is dus het omgekeerde van de reactie die in een brandstofcel plaatsvindt. De reactie is 2 H₂O → O₂ + 2 H₂

Deze reactie gaat echter niet vanzelf; er is elektriciteit voor nodig. Deze elektriciteit kan op een duurzame manier opgewekt worden met bijvoorbeeld windturbines of zonnepanelen. Ook elektriciteitsopwekking met behulp van kernenergie behoort tot de mogelijkheden.

[bewerk] Voordelen

Een waterstofauto heeft als voordeel dat hij geen gebruik maakt van fossiele brandstoffen zoals aardolie of aardgas. Dat geldt echter alleen als het waterstof wordt gemaakt met behulp van duurzame energiebronnen zoals zonne-energie of windenergie.

Bij de verbranding van fossiele brandstoffen komt koolstofdioxide (CO₂) vrij. Dit is een broeikasgas dat bijdraagt aan het versterkte broeikaseffect, hetgeen klimaatverandering, zoals opwarming van de aarde, ten gevolge heeft.

Waterstof heeft daarnaast als voordeel dat het niet opraakt. Er kan eenvoudig nieuwe waterstof gemaakt worden uit water, echter met behulp van veel energie. De voorraad fossiele brandstoffen (en zeker aardolie) daarentegen, raakt langzamerhand uitgeput en nieuwe aardolie kan niet makkelijk gemaakt worden. Er moet dus sowieso gezocht worden naar een alternatief voor aardolie, en waterstof is er daar een van.

Het grote voordeel van de waterstofauto is dat er geen lokale luchtverontreining wordt geproduceerd.

[bewerk] Nadelen en oplossingen

Het gebruik van waterstof als brandstof in de auto heeft echter ook nadelen. Waterstof is namelijk een gas met een zeer lage dichtheid, waardoor het opslaan van een klein beetje waterstof al om een enorme tank zou vragen en daarvoor is in een auto geen plaats. Een oplossing hiervoor zou het comprimeren (samenpersen) van de waterstof zijn. Wetenschappers zijn daarom druk bezig om hiervoor een veilige en niet te dure methode voor te ontwikkelen. Een andere mogelijkheid is het opslaan van waterstof in minuscule bolletjes, waarmee de waterstof met een veel grotere dichtheid kan worden opgeslagen. Tevens zou deze opslagmethode veiliger zijn. Een derde mogelijkheid is het opslaan door gebruik te maken van een metaal. Een metaal vormt namelijk een kristalrooster waar het waterstof tussen zou kunnen gaan zitten. Op deze manier worden metaalhydriden gevormd. Ook dit is echter nog in ontwikkeling.

Een ander nadeel van het gebruik van waterstof is dat er nog geen infrastructuur voor bestaat. Er zijn namelijk geen tankstations waar waterstof getankt kan worden. Dit is een beetje een kip-ei verhaal. Zolang die tankstations er niet zijn, zullen mensen geen waterstofauto kopen. Maar als er geen waterstofauto's verkocht worden, zullen er ook geen tankstations komen. De verwachting is echter dat, als er goede waterstofauto's ontwikkeld worden, tankstations snel zullen gaan investeren in waterstof.

Natuurlijk hebben tankstations hetzelfde probleem als autobrandstoftanks: Ze moeten werkelijk enorm zijn. Ook het vervoer van centrale opslagplaats naar deze tankstations vormt een probleem: Vrachtautotanks kunnen ook niet veel groter worden en dus zullen de auto's meer frequent moeten rijden.

Zoals al opgemerkt, waterstof moet geproduceerd worden. Hoe zal dit gebeuren? Veel van de huidige elektriciteitscentrales werken op fossiele brandstoffen. Kerncentra stuiten op veel weerstand en de huidige productie elektriciteit uit niet-fossiele brandstoffen, zoals wind- en zonne-energie leveren nog niet voldoende elektriciteit op voor grootschalige productie.