Onderzoekers van Fraunhofer hebben een technologie ontwikkeld waarmee waterstof en aardgas kosteneffectief en efficiënt van elkaar kunnen worden gescheiden. De membraantechnologie maakt het mogelijk om de twee gassen tegelijkertijd via het landelijke aardgasnet te transporteren en lokaal weer van elkaar te scheiden. Dit is een grote stap voorwaarts voor het transport en de distributie van waterstof.
De landelijke vraag naar waterstof zal de komende jaren naar verwachting sterk toenemen. Bijvoorbeeld door de proefprojecten waar onderzocht wordt hoe een waterstof CV ketel de huidige aardgas CV ketel zou kunnen vervangen. Maar hoe krijg je waterstof goedkoop van productielocatie naar de consument? Een gas netwerk is hiervoor de beste oplossing. Momenteel is er echter (nog) geen landelijk distributienetwerk voor waterstof. Een vinding van Fraunhofer maakt het nu mogelijk om met het bestaande aardgasnet zowel aardgas als waterstof te transporteren.
Transporteer waterstof via het aardgasnet
Het projectinitiatief HYPOS (Hydrogen Power Storage & Solutions East Germany) onderzoeken hoe waterstof en aardgas samen in één lijn worden vervoerd. Door een nieuwe membraamtechniek kan op de plaats van bestemming aardgas en waterstof weer van elkaar worden gescheiden.
Koolstof membraam
De techniek die wordt gebruikt, is gebaseerd op koolstof. Deze bevindt zich als een flinterdun laagje op een poreus, keramisch dragermateriaal en dient als membraan dat aardgas en waterstof van elkaar scheidt. De fabricage van membranen omvat verschillende stappen, te beginnen met op maat gemaakte polymeersynthese. Polymeren zijn stoffen die zijn opgebouwd uit vertakte ketens van macromoleculen. Deze worden vervolgens op het poreuze dragermateriaal aangebracht. Door verhitting met gelijktijdige uitsluiting van zuurstof, vormt het polymeer een koolstoflaag op zijn oppervlak. Bij koolstof hebben de poriën een diameter kleiner dan een nanometer, waardoor ze geschikt zijn voor gasscheiding. Het scheidingsgedrag van het membraan kan nog verder worden aangepast door middel van fysische en chemische processen.
Zuiverheid van 90%
Bij het scheidingsproces worden waterstof en aardgas door de buismodules aangedreven. De kleinere waterstofmoleculen worden door de poriën van het membraan geperst en ontsnappen als gas, terwijl de grotere methaanmoleculen achterblijven. Op deze wijze kan waterstof worden verkregen met een zuiverheid van 80 procent. In een tweede scheidingsfase worden de de resterende aardgasresten eruit gefilterd. Zo kan, volgens Fraunhofer, een zuiverheid van meer dan 90 procent worden bereikt. Deze zuiverheid is onvoldoende om te gebruiken in een brandstofcel. Deze zuiverheid is echter prima geschikt om te gebruiken in CV ketels, turbines en andere toepassing waar verbranding van waterstof plaatsvindt, zoals de staal- en cement industie.
Opschaling
Onderzoekers van Fraunhofer IKTS werken momenteel aan het opschalen van de technologie zodat ook grotere volumes aardgas en waterstof kunnen worden gescheiden. De bouw van prototypes hiervoor staat al in de planning.
Bron en © foto’s: Frauenhofer
8 reacties
drs.ing. Ed Posthumus · 11 april 2021 op 10:13
Op zich een mooie stap voorwaarts, maar er wordt nu een potentieel levensgevaarlijk product, nl waterstof en gas, gecreëerd, wat bij leidingbreuk zal zorgen voor een enorme explosie. Technisch zal dit wel te detecteren en monitoren zijn, maar voor terroristen is dit DE mogelijkheid om de vitale sector te ontwrichten.
Frank Mietes · 12 april 2021 op 09:43
Er liggen nu ok al aardgas en waterstof leidingen in vele landen in de wereld en ook bijvoorbeeld in het Rotterdamse havengebied.
K J Hoekstra · 12 april 2021 op 11:32
Dit is natuurlijk weer een prachtig voorbeeld van een paniekreactie, gevoed door de hedentendaagse ‘veiligheids’cultuur.
Ik kan mij vergissen, maar volgens mij is methaan ook uitermate brandbaar en explosie gevaarlijk. De leidingen liggen er, in veel gevallen, al bijna zestig jaar. De dreiging van een terroristische aanslag wordt toch niet opeens groter omdat en nu (pas) waterstof door wordt vervoerd ??
Gerhard · 14 april 2021 op 11:39
Hierbij een reactie op de opmerking van drs.ing. Ed Posthumus.
Aardgas en Waterstofgas worden al een tijdje samen gedistribueerd door netwerkbedrijven, zonder problemen.
Daarbij zullen terroristen beter een hoogspanningsmast neer kunnen halen, heeft meer effect daar we denken, gezien de paniekreacties als de spanning wegvalt, niet zonder spanning te kunnen.
Xantip · 12 april 2021 op 12:22
Dat zoals altijd een nieuwe ontwikkeling wordt neergesabeld door eerst reageren en dan pas nadenken, dus met het commentaar van de heer Hoekstra ben ik het eens.
Gerard Cligge · 12 april 2021 op 16:00
Het is geen waterstofbom; bij een gaslek is er ook niet direct een explosief mengsel dus ook geen explosie.
Jakob Verhage · 13 oktober 2021 op 19:55
Ik zou willen dat ik al mijn overtollige zonne-energie al kan opslaan in waterstofgas. Ik kan nu in de zomer (in Spanje woon ik) zonder de centrale de hoofdschakelaar staat uit en ook mijn elektrische auto en drie fietsen laad ik er mee op. Maar ik weet nog niet als de dagen korter worden, ik kan dan de centrale gebruiken maar daar zou ik wel van af willen.
Willie12 · 30 november 2021 op 03:45
volgens mij spreekt hier iemand die voorstander is van all eletric, ander kom je niet met zo ‘n domme argumenenten