Het brandschone waterstof lijkt de ideale autobrandstof voor een CO2-vrij wegtransport. In een auto kan een brandstofcel waterstof omzetten in elektriciteit. Die stroom drijft dan de wielen aan, en het enige restproduct is een beetje schone waterdamp.
Toekomstbeeld
Het is een prachtig toekomstbeeld, maar helaas lijkt het voorlopig nog science fiction te blijven. Daar zijn twee redenen voor. Allereerst kan waterstof alleen onder extreem hoge druk opgeslagen worden en dat maakt het moeilijk te vervoeren. In feite moet het altijd ter plekke geproduceerd worden.
Het tweede probleem is zelfs nóg fundamenteler als je bedenkt dat waterstof juist bedoeld is om de CO2-uitstoot van verkeer en industrie te verminderen. Professor Cees Buisman, van de sectie milieutechnologie van de Wageningen Universiteit, beschrijft het dilemma. "Als je nu groene waterstof wil maken, dan bestaat er eigenlijk geen technologie om dat te doen. Dat betekent dat je toch weer terug valt op fossiele brandstoffen. Daar schiet je dus niets mee op. Het waterstof zélf is weliswaar heel schoon, maar de uitstoot van CO2 om het te produceren is misschien net zoveel of zelfs méér dan afkomstig van olie die rechtstreeks in de auto was gegooid.
Afvalwater
Maar het lijkt er op dat dit probleem is opgelost. Een medewerker van professor Buisman, René Rozendal, heeft een manier gevonden om waterstof uit afvalwater te maken. Die technologie is zó veelbelovend dat er inmiddels patent is aangevraagd. Onder andere Shell financiert het vervolgonderzoek dat nu in een stroomversnelling is geraakt.
Dr. René Rozendal is cum laude op zijn uitvinding gepromoveerd en heeft inmiddels onderzoeksbaan gekregen in Brisbane, Australië. Zijn promotor prof. Buisman weet nog goed dat de ontdekking een echt 'Eureka-moment' was. "René en ik waren overeengekomen dat hij in Wageningen onderzoek zou doen naar bacteriën die stroom kunnen maken. Dat was een al langer lopend onderzoek, waarbij speciale microben groeien op organisch materiaal -bijvoorbeeld vervuiling in afvalwater - en daarbij elektronen en protonen produceren. Elektriciteit dus."
Basisprincipe
René Rozendal realiseerde zich dat hij beschikte over elektronen en protonen, én dat de combinatie ervan het basisprincipe is van de productie van waterstof. Vervolgens kwam hij op het lumineuze idee om het principe om te draaien: hij zette een beetje stroom op het afvalwater en dezelfde bacteriën begonnen spontaan waterstof te maken.
De onderzoekers gaan ervan uit dat de technologie een zuinige en schone manier oplevert om waterstof te maken. Vijf keer zuiniger dan de huidige methode, want 80 procent van de benodigde energie komt uit de organische stof in het afvalwater. De overige 20 procent is de elektriciteit die de bacteriën in het water moet 'prikkelen' waterstof te maken.
Schoon water
Een bijkomend voordeel is dat de bacteriën door de toegevoegde stroom zo sterk gestimuleerd worden dat ze alle organisch materiaal in het afvalwater opeten. Dat levert water op dat veel schoner is. Het heeft slechts een extra reinigingsstap nodig voordat het op het oppervlaktewater kan worden geloosd. Een combinatie met bestaande waterzuiveringsinstallaties ligt voor de hand: die leveren straks behalve schoon water ook waterstof.
René Rozendal heeft een groot deel van zijn proefschrift gewijd aan de grootschalige praktische toepasbaarheid van zijn vinding. De cijfers zijn indrukwekkend. Als al het Nederlandse rioolwater wordt gebruikt voor de productie van waterstof, dan kan 20 procent van het totale Nederlandse wagenpark daarop rijden. Als andere organische materialen zoals mest gaan dienen als grondstof, kan het totale Nederlandse wegvervoer op schoon geproduceerde waterstof overschakelen.
