Waterstof opslaan in plastic

Een buigbare kunststof blijkt geschikt voor het opslaan van kleine hoeveelheden waterstof. Dat demonstreren onderzoekers in Japan. De waterstof gaat een chemische binding aan met het polymeer, zodat de opslag veilig is. Door de kunststof te verwarmen, komt de waterstof weer vrij. Het principe belooft op termijn een licht en veilig opslagtankje voor waterstof.


Waterstof zou een belangrijke rol kunnen spelen als energiedrager in een samenleving die draait op duurzame energie. Als er te veel stroom wordt geproduceerd door zonnepanelen en windmolens, kan met die stroom waterstof worden gemaakt uit water. Ook kan waterstof dienen als grondstof voor de chemische industrie.

Hierbij is het wel nodig dat de waterstof op een fatsoenlijke manier kan worden bewaard. Dat zou kunnen gebeuren met grote tanks, waarbij het gas bij lage temperatuur of hoge druk wordt opgeslagen. Beide manieren kosten echter wel behoorlijk wat energie.
 

Gewone omstandigheden

Materiaalwetenschappers doen daarom onderzoek naar welke materialen geschikt zijn om waterstof bij “gewone” omstandigheden in op te slaan. Voorwaarden zijn dat die materialen veilig moeten zijn, gemakkelijk in gebruik en weinig energie nodig hebben voor de opslag van het waterstof.

In die zoektocht komen onderzoekers van Waseda University in Tokio nu met een polymeer. Zij gebruiken een polymeer gebaseerd op de bouwsteen fluorenon (C13H8O, zie ook de afbeelding rechts), zo meldt Nanowerk. Deze kan waterstofionen chemisch aan zich binden. Wanneer dat gebeurt ontstaat fluorenol, een alcohol. De crux van het onderzoek is dat deze waterstof-bindende werking behouden blijft ook wanneer tienduizenden van deze bouwstenen aan elkaar zijn geknoopt – en er dus een polymeer is gevormd.

Polymeer bindt waterstof

Dat betekent dat een dunne plaat van het polymeer waterstofgas aan zich bindt bij kamertemperatuur. Wanneer de waterstof weer nodig is, moet het materiaal worden verwarmd tot 80 °C; dan komt het vrij. De onderzoekers hebben laten zien dat deze cyclus (zie hieronder) minstens vijftig keer kan worden herhaald zonder dat de eigenschappen van het materiaal veranderen.



Opslagtankje

Op termijn kan met het materiaal een veilig, draagbaar opslagtankje worden gemaakt voor waterstof (op de foto's rechts is het resultaat te zien van een eerste test: het polymeer is verpakt in een gasdichte folie). Voordelen van het materiaal zijn dat het niet giftig is en niet brandbaar. Omdat het een polymeer is, kun je er met een mal bijna elke gewenste vorm van maken. Ook denken de onderzoekers aan een grotere toepassing voor het opslaan van overschotten van wind- of zonne-energie, in afgelegen gebieden.

Wel moet daarvoor nog de opslagcapaciteit omhoog; nu kon het polymeer maar 0,3 gewichtsprocent aan waterstof opslaan. De theoretische bovengrens hiervoor is 1,1 gewichtsprocent, maar door een andere bouwsteen te nemen voor het polymeer kan dit verder omhoog.


Afbeeldingen: Waseda University

Vond je dit een interessant artikel, abonneer je dan gratis op onze wekelijkse nieuwsbrief.