Hoe ver is het waterstofpaneel?

Dat zonnepanelen belangrijk zijn voor de energietransitie, is inmiddels lang en breed bekend. Ook zonthermie wordt steeds meer gemeengoed. Niet iedereen weet echter van het bestaan van waterstofpanelen af. Wat zijn ze, en wat kan men ermee?

De eerste waterstofpanelen zijn ontwikkeld door twee universitaire onderzoeksgroepen. Zo publiceerde een onderzoeksconsortium van de universiteiten van Melbourne en Manchester in september van dit jaar zijn bevindingen over een nieuwe waterstofpaneel in Nature.

De eerste ontwikkelingen omtrent deze technologie vonden echter al vanaf 2011 plaats. Belgische onderzoekers van de KU Leuven studeerden toen af op een zonnepaneel dat waterstof kon produceren. Deze technologie werkten zij vervolgens verder uit tijdens hun promotieonderzoek. Hieruit is het bedrijf Solhyd voortgekomen. In samenwerking met Comate mikt het op grootschalige productie van waterstofpanelen voor de particuliere markt in 2030.

Hoe werkt het?
Een regulier zonnepaneel zet ongeveer 19 procent van de zonne-energie om in stroom. Middels electrolyse – een proces waarbij stroom wordt gebruikt om water te splitsen in waterstof en zuurstof – kan men deze stroom dus aanwenden om groene waterstof te produceren. Bij dit proces gaat echter een aanzienlijke hoeveelheid energie verloren.

Een Solhyd-paneel omzeilt dit inefficiënte proces door water uit de lucht te halen en met behulp van zonnestroom en een ingebouwde electrolyser te comprimeren tot waterstof. Die kan op een gewenst moment met behulp van een brandstofcel weer omgezet worden in stroom.

De opbrengsten
Johan Martens, onderzoeker van de KU Leuven, heeft in 2019 gerapporteerd dat één waterstofpaneel gemiddeld 250 liter waterstof per dag uit de buitenlucht kan destilleren – een rendement van 15 procent. Ter vergelijking: met twintig waterstofpanelen kan een gezin een jaar zonder gas en elektriciteit leven.

Hierbij is het wel belangrijk om in acht te nemen dat de waterstof op piekproductiemomenten goed op druk wordt opgeslagen in een tank. Deze waterstof moet op gepaste momenten worden ingezet om in de energievoorziening te voorzien. Deze tank dient zo goed mogelijk afgeschermd worden van bijvoorbeeld brandgevaar – waterstof is namelijk een behoorlijk explosieve substantie.  

Een waterstofpaneel is op dit moment ingewikkelder om te produceren dan de meeste zonnepanelen. Ze zijn een technologisch geavanceerder product. Ook zijn ze in de regel groter en zwaarder dan de inmiddels wijdverspreide zonnepanelen. Ze kunnen daarom voorlopig vaak nog niet zomaar op dagen worden gemonteerd.