Waterstof produceren uit aardgas is erg vervuilend, mede doordat er veel warmte voor nodig is. Onderzoekers van de Danmarks Tekniske Universitet hebben nu een manier gevonden om die warmte uit elektriciteit te halen en niet uit gas. Als die techniek wordt toegepast voor álle waterstofproductie, scheelt dat 1 procent op de totale wereldwijde emissies.

Waterstof is belangrijk voor een heleboel processen in de industrie. Om het te maken, wordt in grote fabrieken methaan samen met water omgezet in waterstof. Dat is een endotherm proces, dus moet het mengsel constant worden verwarmd om de reactie soepel te laten verlopen. Dat vergt veel extra brandstof; mede daardoor komt er ongeveer 7 tot 9 ton CO2 vrij bij het maken van 1 ton waterstof.

Natuurkundige Sebastian Wismann en collega's bedachten een nieuwe manier: met elektriciteit is via een verwarmingselement de buis met methaan en water te verhitten. Dat kan met groene stroom, waardoor waterstofproductie veel duurzamer wordt. Hun bevindingen verschenen in Science.
 

Prototype in het lab

Om te kijken of hun idee werkte, bouwden de onderzoekers een kleine opstelling in hun lab. Ze gebruikten een buis van ijzer, chroom en aluminium, en bevestigden aan de boven- en onderkant een koperen verwarmingselement. Door stroom door het koper te jagen, warmde het methaan met water op in de buis en ontstond waterstof.

Het proefmodel werkt niet alleen met elektriciteit, maar heeft ook nog een ander voordeel: het is veel kleiner dan een gewone waterstofreactor. Die heeft pijpleidingen van een paar centimeter nodig die worden verwarmd in een brede 'gang'. Hierbij gaat ook veel hitte verloren. De elektrische variant vraagt om pijpen van slechts een paar millimeter breed en heeft geen extra ruimte nodig voor verwarming; de hitte gaat immers direct door de pijp.

Daardoor kan een reactor wel honderd keer kleiner, schatten de onderzoekers. En als je de elektriciteit puur uit groene stroom haalt en álle waterstofreactors elektrisch verwarmt, bespaar je 1 % op de globale CO2-uitstoot.
 

Groene waterstof

Dat zijn grote claims voor onderzoekers die net een prototype in het lab hebben gebouwd. Het is onduidelijk of de techniek ook op grote schaal werkt; dat zal nog een hoop onderzoek en geld vragen.

Ondertussen probeert de industrie gedeeltelijk over te schakelen op groene waterstof. Die wordt niet gemaakt door methaan te verwarmen met water, maar door water te ontleden via elektrolyse. Ook deze techniek is voorlopig nog te duur om grootschalig te worden toegepast, maar er zijn verschillende projecten gestart rondom dit soort duurzame waterstof.

Beeld: nicolagiordana