Nederlandse Organisatie voor Wetenschappelijk Onderzoek

Waterstoftank lichter dan accu

14 oktober 2008

Beste waterstofabsorberende metaallegering zestig procent lichter dan een accupakket

De Zwitserse promovendus Robin Gremaud heeft aangetoond dat een legering van de metalen magnesium, titaan en nikkel waterstof uitstekend absorbeert. Met deze lichte legering is de toepassing van waterstof als autobrandstof een stap dichter bij de alledaagse praktijk gekomen. Een waterstof'tank' voorzien van deze legering zou, verhoudingsgewijs, zestig procent minder wegen dan een accupakket. Om de beste legering te vinden heeft Gremaud een methode ontwikkeld waarmee relatief snel gelijktijdig duizenden metaalmonsters op hun waterstofabsorptievermogen zijn te onderzoeken. Het Britse bedrijf Ilika uit Southampton heeft al grote belangstelling getoond. Gremaud promoveert op 16 oktober aan de Vrije Universiteit.

Waterstof wordt gezien als belangrijke, want schone, brandstof van de toekomst. Dit gas kan in auto's direct worden gebruikt in een verbrandingsmotor, zoals in de waterstofauto van BMW, of via zogeheten brandstofcellen worden omgezet in elektrische energie, zoals in de Citaro-bussen die in Amsterdam-Noord rondrijden.

Het grote probleem bij mobiele toepassing is om het zeer explosieve waterstofgas in een veilige vorm op te slaan. Daartoe worden vaak metalen gebruikt, die het gas in zich opnemen. Dat maakt deze waterstof'tanks' echter nogal looiig.

De accu, de concurrerende vorm voor de opslag van elektrische energie, is echter nog slechter af. Om vierhonderd kilometer te rijden met een elektrische auto, zoals de Toyota Prius, zou 317 kilo aan moderne lithiumaccu's moeten worden meegesleept. Met de lichte metaallegering van Gremaud is voor dezelfde afstand een waterstoftank van 'maar' tweehonderd kilo nodig.Hoewel deze nieuwe metaallegering belangrijk is voor de ontwikkeling van waterstof als brandstof, is de heilige graal van waterstofopslag daarmee nog niet gevonden.

Hydrogenografie

Bij zijn onderzoek heeft Gremaud gebruik gemaakt van een meetmethode voor de absorptie van waterstof in metalen, die gebaseerd is op het aan de Vrije Universiteit ontdekte fenomeen van de 'schakelbare spiegels'. Ruim tien jaar geleden werd in Amsterdam ontdekt dat bepaalde materialen hun spiegeling verliezen door opname van waterstof. Die meetmethode werd hydrogenografie, ofwel waterstofschrijven, gedoopt. Hiermee heeft de promovendus de bruikbaarheid van duizenden verschillende samenstellingen van de metalen magnesium, titaan en nikkel tegelijkertijd kunnen onderzoeken. Traditioneel wordt elke legering afzonderlijk getest.

Voor de meting worden de drie metalen elk vanuit een eigen bron in een dunne laag van zo'n ééntienduizendste millimeter op een doorzichtige ondergrond aangebracht volgens de zogeheten sputtermethode. Dat zorgt ervoor dat de drie metalen in vele verschillende mengverhoudingen op het plaatje terechtkomen. Door het plaatje bloot te stellen aan diverse hoeveelheden waterstof, is zelfs met het blote oog goed te zien bij welke samenstelling waterstof het beste wordt geabsorbeerd.

Deze waterstofmeettechniek is door Gremaud voor het eerst toegepast. Het Britse bedrijf Ilika in Southampton wil met behulp van deze techniek een waterstofanalysator gaan bouwen.

Het onderzoek van Gremaud is gefinancierd door NWO-Chemische Wetenschappen in het kader van het Nationale Programma 'Duurzame waterstof'.

..............................

Meer informatie bij:

* Robin Gremaud (Vrije Universiteit)

* t.: +31(0)20 444 74 59, gremaudr@nat.vu.nl
* www.nat.vu.nl/~gremaudr

* promotie: 16 oktober

* promotor: prof. dr. Ronald Griessen, t.: +31(0)20 598 79 15