artikel

Brandstofcel en het milieu (2010-1)

Techniek

Tijdens het lezen van het artikel over de nieuwe brandstofcelbus van Mercedes-Benz in de AMT Nieuwsbrief, kwam er bij mij een vraag naar boven.
Inzake nieuwe en ‘milieuvriendelijke’ aandrijflijnen probeert iedereen zo positief mogelijk over zijn systeem te zijn. Hierbij worden er in mijn opinie nogal eens zaken (bewust) onderbelicht. Zo ook in het geval van de brandstofcel, die waterstof als energiedrager gebruikt. Ik noem energiedrager omdat niet echt meer van BRANDstof gesproken kan worden.

Brandstofcel en het milieu (2010-1)

Een brandstofcel zet de waterstof (H) om in elektriciteit. Hiervoor wordt zuurstof (O) uit de buitenlucht getrokken. Aangezien buitenlucht globaal bestaat uit zuurstof (O) en stikstof (N) en nog een klein beetje andere zaken, vraag ik mij af wat er met alle stikstof gebeurt en in hoeverre dat ongevaarlijk blijft.

Ook conventionele motoren gebruiken alleen zuurstof uit de buitenlucht, niet de stikstof. Er bestaat echter geen zorg dat daardoor de zuurstof in de buitenlucht zou opraken. Mogelijk vraagt u zich ook met name af of een brandstofcel niet, net als een conventionele automotor, NOx of andere enge stikstofverbindingen maakt.

Nee, dat doet ‘ie niet. U hebt groot gelijk dat een brandstofcel lucht krijgt toegevoerd die grotendeels uit stikstof bestaat. Daar doet een brandstofcel niets mee, hiervoor wordt hij niet warm genoeg. Hij houdt er zelfs helemaal niet van warmer te worden dan een graad of negentig. Terwijl het binnenin een verbrandingsmotor plaatselijk wel zeven- of achthonderd graden wordt.

Stikstof bindt zich niet

U merkt terecht op dat in een brandstofcel geen sprake is van ‘brand’ in de gebruikelijke zin van het woord. Er is geen ontsteking, geen vuur. Er treedt meteen als de toevoer van waterstof en zuurstof begint een katalytische reactie op, waarbij waterstofatomen gesplitst worden in ionen. Een scheidingsmembraan belet dat ongesplitste atomen van waterstof en zuurstof bijeen kunnen komen. Alleen waterstofionen zijn klein genoeg om door dat membraan te komen, en samen met zuurstof water te vormen. Waterstof en het in de lucht meegekomen stikstof binden zich niet, zuurstof en stikstof ook niet, tenzij het heel heet wordt.

Er komen edelmetalen als katalysator aan te pas om waterstof uiteen te laten vallen in ionen. Waterstof wil namelijk vrij makkelijk uiteen vallen om ergens mee te reageren, zuurstof reageert ook vrij makkelijk, stikstof heeft die neiging veel minder.

Waterprobleem?

Uit een brandstofcel komt echt nagenoeg alleen water, plus ongewijzigd alle andere gassen dan waterstof en zuurstof die naar binnen zijn gegaan. Er komt ook nauwelijks méér water uit dan bij de verbranding van diesel of benzine ontstaat, dus geen risico dat de wereld met brandstofcellen veel te nat zou worden.

Nadeel is dat brandstofcellen niet goedkoop en makkelijk te fabriceren zijn. Nog een nadeel is dat opslaan van waterstof lastig is en veel veiligheidsmaatregelen eist, plus dat waterstof maken (uit water) nog niet meevalt. Daarbij is de brandstofcel minder dan conventionele automotoren in staat ook bij heel hoge of heel lage buitentemperatuur te werken. Was dat allemaal maar veel simpeler, dan reden we allang op elektromotoren en brandstofcellen.

Reageer op dit artikel