Met waterstof de nacht door

Als je de daken in je omgeving bekijkt krijg je de indruk dat er heel wat mensen van overtuigd zijn dat zonne-energie het efficiënte en milieuvriendelijke middel is om in elektriciteitsbehoeften te voorzien.


Ik ga hier geen discussie openen over rendement, terugverdientijd enz.
Maar ik wil toch op een zwak plekje wijzen in de energie-omzetting van zonnelicht naar een andere energievorm: ‘s nachts is er geen zon en dus is er met dat systeem ook geen energieomzetting.
Die dode periode moet willens nillens overbrugd worden…
Dat betekent dat er overdag reserve-energie moet opgeslagen worden.

Batterijen zal je zeggen.
Ja, maar ondanks alle verbeteringen van de laatste decennia, zijn  de efficiëntie en de kostprijs van die dingen zijn nog altijd niet erg interessant.

Een andere mogelijkheid is opslag onder de vorm van waterstofgas.
Potentieel is er aan waterstofgas geen gebrek: elke molecule water (H₂O) bevat 2 atomen waterstof. En water is er genoeg.
Ik hoop dat de meesten onder jullie zich nog uit hun middelbaar onderwijs herinneren dat je water in waterstofgas en zuurstofgas kan omzetten door middel van elektrische stroom (elektrolyse om preciezer te zijn).

 
Het ligt dus voor de hand: gebruik een deel van de elektrische energie, overdag opgewekt door de zonnepanelen, om er via elektrolyse waterstof te maken.
En gebruik die waterstof om er ‘s nachts via een brandstofcel weer elektriciteit mee te maken.
Een brandstofcel doet eigenlijk het tegenovergestelde van de elektrolyse: ze maakt van waterstofgas en zuurstofgas weer water en de energie die daarbij vrijkomt wordt omgezet in elektrische energie.

Mooi, maar is de efficiëntie van de elektrolyse van water om waterstofgas te vormen dan zoveel beter dan die van batterijen? 
Veel hangt af van de katalysatoren die men bij de elektrolyse van water gebruikt.
Katalysatoren zijn stoffen die een chemische reactie vlotter (met minder startenergie) kunnen doen verlopen.
De Amerikaanse chemicus Daniel Nocera houdt zich intens bezig met onderzoek naar geschikte katalysatoren voor de elektrolytische splitsing van water.


Deze week heeft hij in Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS) weer een goedkope nieuwe katalysator voorgesteld: nikkelboraat (Ni₃(BO₃)₂).
Nocera is er van overtuigd dat dergelijke efficiënte en goedkoop te maken katalysatoren kunnen leiden tot systemen waarin hele woonblokken zelfbedruipend qua energiebehoefte kunnen worden.
Zonnepanelen op het dak van zo’n appartementenblok om met het overschot aan energie overdag en met behulp van de goedkope katalysatoren waterstofgas produceren.
Het waterstof kan in tanks opgeslagen worden om dan ‘s nachts via brandstofcellen voor de nodige energie te zorgen.
Het valt af te wachten of dit systeem van zonne-energie – waterstofgas – brandstofcel, de energiecyclus van de toekomst wordt.
Maar het ziet er volgens mij toch veelbelovend uit.
Meer toch dan gesubsidieerde fotovoltaïsche celletjes op onze Vlaamse en andere daken…