GeenStijl ontving een wetenschappelijk geschreven klimaat-betoog in vijf delen. Dit is deel 5. Deel 1 staat hier, deel 2 daar, deel 3 hier, deel 4 daar.
Hoofdstuk 4. Verbeteringen aan het proces
Er is de laatste decennia over de hele wereld zeer veel onderzoek gedaan naar methoden om stroom van zonnepanelen om te zetten in chemische energie. Het is een enorm onderzoeksgebied, er bestaan tenminste 50 wetenschappelijke tijdschriften die dit als hoofdonderwerp hebben. En dat hele onderzoeksgebied is nu in beweging, op zoek naar de heilige graal: goedkope transporteerbare energie. De algemene benaming voor dit vakgebied is Power To Gas, of P2G.
In een recente publicatie van Hen Dotan et. al. (44), Haifa (Israël), claimt men de electrolyse van water te hebben uitgevoerd met 98.7% efficiency. De auteurs stellen “This allows us to produce hydrogen at low voltages in a simple, cyclic process with high efficiency, robustness, safety and scale-up potential.” Het proces ziet er niet uit als iets dat moeilijk te realiseren is. Maar het is zo nieuw dat er nog geen toepassingen op de markt zijn.
In het vervolg op bovenvermeld citaat stelt men “Initial assessments indicate that it will be possible to produce hydrogen on industrial scales at competitive production costs compared to production from natural gas via SMR (steam methane reforming, Optimist) and, as noted, without emitting CO₂ into the atmosphere”.
De prijs van met SMR geproduceerd waterstof bedraagt in de VS $1,59 per kg H₂ (45).
Maar het kan nog een stuk eenvoudiger en goedkoper. Een zonnepaneel van 500 kWp levert ~975 kWh/jaar in de Sahara. Dat doet dit paneel echter voor het grootste deel gedurende een korte periode, geschat zes tot acht uur, per dag. In de vroege ochtend en late middag doet het niet veel, en als het donker is doet het niets. Dus moet de beschikbare capaciteit om elektriciteit in waterstof om te zetten een factor 3 tot 4 hoger zijn dan op grond van het over-all vermogen verwacht mag worden.
Wat zou het mooi zijn als er zonnepanelen zouden bestaan die geen elektriciteit leveren, maar waar rechtstreeks waterstof uit zou komen. Dan zou de hele behoorlijk dure elektrolyse van water vervallen. Verrassing, die panelen bestaan! Op 26 februari 2019 werd bekend (46) dat een team van de universiteit van Leuven onder leiding van prof. Johan Martens zonnepanelen heeft ontwikkeld die geen stroom leveren, maar die rechtstreeks zuiver waterstofgas produceren. Het waterstof wordt vrijgemaakt uit het water dat van nature in de buitenlucht aanwezig is. Het zuurstof dat uit het water ontstaat ontsnapt weer naar de buitenlucht en het waterstof wordt opgeslagen. De panelen maakten destijds 250 liter waterstofgas per dag aan. Het team claimt 15% rendement.
Deze vinding is van eminent belang. Alles wat nu met zonne-energie gedaan wordt zal er door worden veranderd. Om een voorbeeld te geven: het is binnenkort voor iedere consument mogelijk om met behulp van zonnepanelen in de zomer een waterstofvoorraad aan te leggen waarmee ‘s winters het huis verwarmd kan worden. Veel mensen zullen dat ook daadwerkelijk doen. Het zet ook de noodzaak tot zeer verregaande en vaak zeer dure isolatie op losse schroeven, immers, er komt een keuzemogelijkheid bij - meer zonnepanelen plaatsen en zodoende meer waterstofgas produceren. Waterstofgas vervuilt immers niet.
Jammer genoeg wilde de KU Leuven de gebruikte technieken eerst patenteren voordat ze bekend zouden maken wat ze precies gedaan hebben. Johan Martens: “We’ve submitted several patent applications. As long as these are still pending, it’s way too risky to give details. That’s also why we’ve barely published anything.”
Gelukkig heeft de rest van de wereld daar niet op gewacht. In juni 2020 kwam Siva Karuturi van de Australian National University (Canberra) met een zonnepaneel dat waterstofgas produceert met 17,6% opbrengst (47). Bovendien legt hij wél uit hoe dit mogelijk is: