Productie

Waterstof komt in vrije vorm nauwelijks voor in de omgevingslucht: 0,5 ppm vol. H2 naast 350 ppm vol. CO2. Toch wordt op wereldniveau jaarlijks circa 500 miljard Nm³ aan waterstof verbruikt. Dit betekent dat overal ter wereld bij bedrijven waterstof wordt geproduceerd. Actueel wordt waterstof via de volgende processen
geproduceerd:

  • elektrolyse van water e
  • bijproduct bij de productie van chloor
  • reforming uit aardgas.

Andere productieprocessen zoals biologische productie met behulp van micro-organismes, via vergassing van biomassa, afvalwaters, … zijn in ontwikkeling.

Elektrolyse

Bij elektrolyse wordt water door toevoer van elektrische energie bij een elektrische spanning hoger dan 1,23 V gesplitst in waterstof en zuurstof. Dit proces is zeer eenvoudig en erg goed gekend maar hoogwaardige-energie-intensief. Een belangrijk voordeel van elektrolyse is dat de geproduceerde waterstof en zuurstof een zeer hoge zuiverheid hebben.

Momenteel worden maar enkele procenten van de wereldwijde productie van waterstof geproduceerd vanuit elektrolyse. Vooral bij toepassingen waar zeer zuivere waterstof nodig is in relatief kleine volumes is lokale waterstofproductie via waterelektrolyse aangewezen.

De milieu-impact van waterstofproductie door elektrolyse hangt af van het type elektriciteitsproductie nodig voor de elektrolyse. Als deze elektriciteit uit fossiele brandstoffen wordt opgewekt, zijn er natuurlijk emissies van milieubelastende stoffen. Als we echter hernieuwbare energie (bv. windenergie, zonne-energie) aanwenden, is de productie van de waterstof zeer milieuvriendelijk.

Bij elektrolyseurs dient verder onderscheid gemaakt te worden tussen systemen die waterstof en zuurstof op druk kunnen produceren (bv. 30 bar) of systemen die waterstof en zuurstof bij lage overdruk of atmosferisch leveren.

Belangrijk is dat waterstofproductie via elektrolyse van water elektriciteitsprijs zeer bepalend is in de productie van waterstof. De huidige sterk fluctuerende markt van de electriciteitsprijzen (soms komen op de beurs zelfs negatieve electriciteitsprijzen voor) vereisen de nodige aandacht aan de kostprijsbepaling van waterstof. Actueel wordt minder dan 5 procent van de waterstofproductie gerealiseerd via waterelektrolyse.

Reforming

Het overgrote gedeelte (> 95%) van de waterstof wordt momenteel geproduceerd uit fossiele brandstoffen via verschillende reformingtechnieken. Reforming is een chemisch proces waarbij een brandstof in aanwezigheid van stoom en/of zuurstof en een katalysator wordt omgezet in een waterstofrijk gasmengsel of reformaat.

De meest toegepaste reformingtechniek is stoomreforming van aardgas. Hierbij wordt aardgas samengevoegd met stoom bij een temperatuur van 850 °C en een druk van 25 bar. Het waterstofrijke gasmengsel dat ontstaat bevat naast CO2 ook CO dat bij toepassing in lagetemperatuurbrandstofcellen nadelig is voor de levensduur van de anodekatalysator. Door enkele bijkomende chemische processtappen (water-gas-shift-reactie) wordt de CO verwijderd zodat het waterstofgehalte verhoogt.
Terug naar boven

Nieuwsbrief

Nu inschrijven
Congres

Onze partners

Bekijk al onze partners