Innovatie / Waterstofpasta als ideale oplossing voor elektrische wagens?

Waterstof als energiebron voor elektrische wagens heeft als grote voordeel dat je een grote range kan bereiken door slechts enkele minuten bij te tanken, net zoals bij een traditionele brandstofwagen. Het nadeel is dat de energie-efficiëntie een stuk slechter is dan bij batterijelektrische wagens, omdat er eerst nog energie nodig is om het waterstofgas te verkrijgen. Daarnaast moet het gas onder hoge druk worden opgeslagen, 700 bar in het geval van de nieuwste brandstofcelauto's, om er een nuttige hoeveelheid van te kunnen tanken. Dat brengt een hele infrastructuur en veel veiligheidsvoorzieningen met zich mee.

Powerpaste

Voor dat laatste heeft de IFAM-afdeling van het Duitse onderzoeksinstituut Fraunhofer-Gesellschaft nu een oplossing gevonden. Men noemt het Powerpaste: magnesiumhydride (MgH2), een verbinding tussen magnesium (een veel voorkomend element) en waterstof die gestabiliseerd wordt met een ester en een metaalzout. De waterstofverbinding krijgt daardoor een soort pastavorm die gemakkelijk op kamertemperatuur en onder atmosferische druk tot 5 jaar kan opgeslagen worden in blikken of patronen voor afgelegen plekken waar er geen pijpleidingen of andere infrastructuur aanwezig is om het te transporteren. Pas bij een temperatuur van 250°C begint de verbinding af te breken.

De Powerpaste wordt aan boord van het voertuig gecombineerd met water uit een tank, waaruit dan het waterstofgas ontstaat. De helft van het waterstofgas komt van het water aan boord, wat volgens het Fraunhofer-instituut een energiedensiteit geeft van 1,6 kWh/kg voor Powerpaste, vele malen hoger dan het gewone gas onder een druk van 700 bar en zelfs tien keer hoger dan die van een lithium-ionbatterij. Deze nieuwe energiebron zou zelfs een vergelijkbare of grotere range dan benzine moeten bieden. 

Fraunhofen heeft de Powerpaste ontwikkeld met als oorspronkelijke doel het gebruik ervan in e-steps, die daarmee een veel grotere range krijgen zonder te moeten inboeten op draagbaarheid, maar ook drones die uren kunnen rondvliegen behoren tot de mogelijkheden, of een krachtige draagbare energiebron voor tijdens het kamperen. Wij zien er natuurlijk veel potentieel in voor elektrische wagens. Daarvoor zou de productie wel omhoog moeten geschroefd worden. In eerste instantie wordt er een pilootproject opgestart die dit jaar al operationeel zou moeten zijn en tot 4 ton Powerpaste per jaar zou moeten kunnen produceren.

Interessant, maar...

Wij stellen echter nog enkele vragen bij dit nieuwe 'wondermiddel'. Ten eerste: hoe zit het met de energie-efficiëntie? Fraunhofer spreekt over een chemisch verbindingsproces bij 350°C en onder een druk van 5 tot 6 bar, maar daarvoor moet de waterstof eerst al gescheiden worden van zijn oorspronkelijke verbinding, vermoedelijk door hydrolyse. Een extra stap bij het productieproces betekent een nog lagere efficiëntie dan waterstof, met als gevolg een nog grotere nood aan groene stroom om het duurzaam te laten verlopen.

Daarnaast is er nog de vraag wat er met de restproducten gebeurt na het gebruik van Powerpaste. Kan het magnesium gemakkelijk opnieuw worden gebruikt? En wat met de patronen, zijn dat wegwerpgoederen, of kunnen ze gemakkelijk weer worden gevuld met Powerpaste, klaar voor een nieuwe gebruiker? Bovendien valt het voordeel van thuis je voertuig - auto of step - te kunnen opladen weer weg (voor wie dat mogelijk is), aangezien je dus die patronen moet gaan kopen of de pasta moet bijtanken bij een pompstation.

Kortom, een zeer interessante ontwikkeling, maar eentje die nog een paar hindernissen moet overwinnen om klaar te zijn voor massaal gebruik. We zijn alvast benieuwd!