Waterstof wordt gezien als een vervanging van de huidige fossiele brandstoffen omdat het in overvloed aanwezig is, efficiënt is, en anders dan andere alternatieven, de mogelijkheid biedt hernieuwbaar te zijn, en geen emissies produceert. Het kan worden gebruikt als energiedrager bij het opwekken van elektrische stroom met waterstofbrandstofcellen en waterstofverbrandingsmotoren. Binnenin een waterstofbrandstofcel wordt waterstof gecombineerd met zuurstof uit de lucht om elektriciteit op te leveren. De brandstofcellen kan continu werken en elektriciteit opwekken zo lang waterstofbrandstof wordt toegevoerd, en de enige bijproducten zijn warmte en water. Veel brandstofcellen die momenteel in gebruik zijn voor gedistribueerde elektriciteitsopwekking vereisen integratie met een brandstofprocessor om een waterstofrijk gas te produceren uit een brandstof op koolwaterstofbasis, zoals aardgas of propaan. Echter, talrijke voordelen kunnen worden gerealiseerd door toepassing van ultrazuivere waterstof direct in de brandstofcel. De toepassingen die geschikt zijn voor een directe brandstofwinning uit waterstof zijn bijvoorbeeld draagbare apparaten, hoofdstroom, reservestroom, piekafvlakken en netstabilisatie.
Draagbare stroom
Bedrijven ontwikkelen apparaten zoals mobiele telefoons, laptops en filmcamera's die gebruikmaken van waterstofbrandstofpatronen en brandstofcellen in plaats van de momenteel gebruikte batterijen. Brandstofcellen bieden de mogelijkheid van een langere gebruiksduur en een hoger stroom.
Waterstofopslag
Stroom opgewekt uit hernieuwbare bronnen, zoals wind- en zonne-energie, voldoet niet altijd aan de gebruikseisen. Om echter het gebruik van hernieuwbare energie te maximaliseren, met name in afgelegen gebieden, kan dit type energie worden gebruikt om waterstof te genereren dat vervolgens kan worden opgeslagen.
Eisen voor reserve- en hoofdstroom
Reservestroom en een ononderbroken voeding (UPS) zijn noodzakelijk wanneer een uiterst betrouwbare stroombron vereist is om een bedrijf of apparatuur draaiende te houden zonder onderbrekingen, ook niet wanneer de netstroom uitvalt. Door de aanzienlijk langere levensduur van de brandstofcelsystemen kunnen deze de batterijsystemen vervangen om te voorzien in de behoefte aan hoofd- of reservestroom voor veel van deze toepassingen. Het gebruik van directe waterstof-naar-brandstof-cellen in deze toepassingen maakt onmiddellijk stroomverbruik mogelijk.
Toepassingen met stationaire stroom
Brandstofcellen zetten chemische energie rechtstreeks om in elektriciteit en produceren daarbij alleen de bijproducten warmte en water. Goed ontworpen brandstofcellen kunnen daarom elektriciteit produceren volgens de stroomeisen van bedrijven en huishoudens, en tegelijkertijd warmte produceren. Het gebruik van directe waterstof in de brandstofcellen kan ook de efficiëntie van het brandstofcelsysteem verhogen.
Waterstofenergiestation
Een waterstofenergiestation is een technologie die tegelijkertijd stroom, warmte en waterstof produceert. Dit type systeem wordt vaak aangeduid met de term CHHP (Combined Heat, Power and Hydrogen). Zoals aangegeven in de onderstaande afbeelding, gebruikt het station een brandstofcel op hoge temperatuur om tegelijkertijd elektriciteit, warmte en waterstof op te wekken. De brandstofcel kan diverse waterstofrijke brandstoffen verwerken, waaronder autoclaafgas, aardgas, stortplaatsgas en syngas. Van deze technologie wordt verwacht dat het een bron van kostenefficiënte en hernieuwbare waterstof oplevert.
Terug naar brandstofcellen