Het produceren van groene waterstof op zee door middel van elektrolyse kan een stuk efficiënter. Dat blijkt uit een pilotstudie die onderzoekers van Wageningen University & Research hebben uitgevoerd op Texel.

 

Waterstof is een energiedrager. Om het te maken is energie nodig, die weer vrijkomt als het vervolgens als brandstof gebruikt wordt.

Een gebruikelijke manier om waterstof te fabriceren is door de elektrolyse van water. Hierbij wordt water omgezet in waterstof en zuurstof. Om dit te laten slagen, is wel ultra puur water nodig. Bij elektrolyse op zee moet het zeewater dus eerst ontzilt en gezuiverd worden.

 

Efficiëntie

Onderzoekers uit Wageningen hebben nu een efficiëntieslag gemaakt door deze twee processen te combineren. Zij zetten de restwarmte die vrijkomt bij de elektrolyse in bij de productie van het ultrapure water.

'De restwarmte die bij elektrolyse vrijkomt moet hoe dan ook worden afgevoerd', zegt onderzoekster Jolanda van Medevoort van de WUR, een van de initiatiefnemers van het project. ‘Door die warmte voor de waterzuivering te gebruiken, is er geen extra warmtewisselaar voor de koeling van de elektrolyse-installatie nodig, en wordt de warmte ook nog eens nuttig ingezet.’

 

Waterzuivering

De waterzuivering gebeurt in dit geval met behulp van membraandestillatie: een techniek waarbij waterdamp door een membraan heen gaat en zo van de overige bestanddelen van het zeewater wordt afgescheiden. De drijvende kracht is een temperatuurgradiënt over het membraan. De restwarmte van de elektrolyse wordt ingezet om dit temperatuurverschil te creëren.

Een andere methode voor waterzuivering die tot nu toe veel wordt gebruikt, is omgekeerde osmose. Daarbij wordt het water met een pomp door het membraan geduwd. Van Medevoort: ‘Dat kost extra elektriciteit, daarom gaat totale efficiëntie van de waterstofproductie omhoog als je membraandestillatie gebruikt. Omgekeerde osmose is voor deze toepassing minder interessant.’

 

Op zee

‘Op land kan ultrapuur water ook uit drinkwater worden gemaakt’, vertelt Van Medevoort, ‘maar dat geeft extra belasting op de drinkwatervoorziening. ‘Bovendien heeft waterstofproductie op zee, naast de overvloedige beschikbaarheid van zeewater, nog als voordeel dat de beschikbare gasinfrastructuur gebruikt kan worden voor het waterstoftransport naar land.'

Waterstofproductie op zee is veelbelovend omdat zich daar grote windmolenparken bevinden; overtollige elektriciteit kan op piekmomenten in waterstof worden opgeslagen, om het later ergens anders te gebruiken. Zo kan waterstof een belangrijke rol spelen in de energietransitie naar niet-fossiele brandstoffen. Bijkomend voordeel is dat het als brandstof kan worden gebruikt voor de (zware) transportsector of als grondstof voor de industrie.

 

Opschalen

In het project SEA2H2 van de WUR, het energiebedrijf Hydron Energy en het ministerie van Economische Zaken en Klimaat, is nu aangetoond dat de combinatie van elektrolyse en membraandestillatie werkt en efficiënt is. Ongeveer een derde van het met restwarmte geproduceerde water wordt gebruikt voor waterstofproductie, schrijft de WUR in een nieuwsbericht op zijn website. De rest is beschikbaar voor overige doeleinden. Het betreft zeer zuiver water en kan bijvoorbeeld dienen als drinkwater of in de industrie, in gebieden of perioden met waterschaarste.

De volgende stap in het onderzoek is het opschalen van de technologie.

 

Openingsbeeld: SEA2H2, WUR