Het formuleren van een duidelijk beeld van de steeds veranderende waterstofmarkten kan een uitdagende onderneming zijn. Maar met veel onderzoek, feitencontrole en analyse in combinatie met onze eigen kennis en inzichten uit uitgebreide laboratoriumtests kan Triton Hydrogen de verschuiving in marktpatronen en gedragingen blijven volgen om waterstof in zijn veiligste vorm te helpen promoten.
Hieronder vindt u een selectie van analyses van een aantal vooraanstaande professionals en onderzoekers die een belangrijk inzicht geven in de zich ontwikkelende wereld van waterstof.
WATERSTOFLEKKAGE: EEN POTENTIEEL RISICO VOOR DE WATERSTOFECONOMIE
Waterstof zal naar verwachting een sleutelrol spelen in het koolstofvrij maken van het energiesysteem. Sinds juni 2022 zijn er meer dan 30 waterstofstrategieën en routekaarten gepubliceerd door regeringen over de hele wereld. Waterstof is geïdentificeerd als een potentieel veiligheidsprobleem op basis van het feit dat het de kleinste molecule is die bestaat en gemakkelijk door materialen kan gaan. Tot op heden is er echter zeer weinig aandacht besteed aan de potentiële bijdrage van waterstoflekkage aan klimaatverandering, gedreven door het indirecte opwarmingseffect van waterstof door mechanismen die de levensduur van methaan en andere broeikasgassen (BKG) in de atmosfeer verlengen (Paulot et al. 2012; Derwent et al. 2020).
VOORKOMEN VAN WATERSTOFBROSHEID: DE ROL VAN BARRIÈRECOATINGS VOOR DE WATERSTOFECONOMIE
Waterstofbarrièrecoatings zijn beschermende lagen die bestaan uit materialen met een lage intrinsieke waterstofdiffusie en -oplosbaarheid, die het potentieel hebben om waterstofpermeatie te vertragen, te verminderen of te belemmeren. Waterstofbarrière coatings zullen naar verwachting staalsoorten die gevoelig zijn voor waterstofbrosheid, in het bijzonder kosteneffectieve laaggelegeerde staalsoorten of lichtgewicht hoogsterkte staalsoorten, geschikt maken voor toepassingen in een waterstofeconomie. Voor dit doel zijn voornamelijk keramische bekledingsmaterialen onderzocht, waaronder oxiden, nitriden en carbiden. In dit overzicht wordt de stand van zaken met betrekking tot waterstofpermeatie besproken voor verschillende coatings. Al2O3TiAlN en TiC blijken de meest veelbelovende kandidaten te zijn uit een groot aantal keramische materialen. Coatingmethoden worden vergeleken met betrekking tot hun vermogen om lagen van geschikte kwaliteit te produceren en hun potentieel voor opschaling voor industrieel gebruik. Verschillende opstellingen voor de karakterisering van waterstofdoorlaatbaarheid worden besproken, waarbij zowel gasvormig waterstof als waterstof afkomstig van een elektrochemische reactie wordt gebruikt. Tot slot worden mogelijke routes voor verbetering en optimalisatie van waterstofbarrièrecoatings geschetst.
WATERSTOFPERMEATIEBARRIÈRES: BASISVEREISTEN, MATERIAALSELECTIE, DEPOSITIEMETHODEN EN KWALITEITSBEOORDELING
Origineel artikel geschreven door Vincenc Nemanič van Jožef Stefan Institute, JSI, Jamova cesta 39, 1000 Ljubljana, Slovenië.
Stabiele permeatiebarrières worden gezocht bij materialen met de laagste bulkwaterstofoplosbaarheid en -diffusie. Naast een paar specifieke zuivere metalen, zoals beryllium en wolfraam, zijn vooral dichte oxiden, nitriden en carbiden onderzocht. Coatingtechnieken voor het prepareren van goed hechtende en perfecte barrières zijn duidelijk van even groot belang als de materiaalkeuze zelf. Het aantrekkelijkst zijn de technieken waarbij een ad-laag eenvoudigweg door oxidatie wordt gevormd. Andere methoden vereisen specifieke gasomgevingen met sterke elektrische en magnetische velden, die een limiet kunnen vormen voor de uniforme dekking van de ad-laag over grote en ongelijke oppervlakken. De evaluatie van de bereikte barrièreprestaties is een andere uitdagende taak. Verschillende nieuwe methoden die waterstofisotopen in bulk kunnen opsporen bij zeer lage concentraties, schieten vaak tekort bij het bepalen van hun mobiliteit. Ze onthullen ook niet de rol van barrièredefecten. De klassieke gaspermeatiesnelheidsmethode door gecoate membranen is nog steeds de meest betrouwbare optie om de werkelijke efficiëntie van de waterstofpermeatiebarrière (HPB) te bepalen. Bij verhoogde temperatuur wordt de waterstofpermeatiesnelheid gemeten aan de stroomafwaartse zijde van een gecoat membraan dat is blootgesteld aan een aanzienlijk hogere stroomopwaartse waterstofdruk. Door gebruik te maken van moderne vacuüminstrumentatietechnieken kunnen zelfs de meest effectieve barrières goed worden gekarakteriseerd.
MCKINSEY DUURZAAMHEID: VIJF GRAFIEKEN OVER DE ROL VAN WATERSTOF IN EEN NETTO-NUL TOEKOMST
Waterstof heeft een groot potentieel als koolstofvrije energiedrager. Dit is een blik op het momentum achter deze breed toepasbare technologie. Waterstof kan een centrale rol spelen in het bereiken van netto uitstoot tegen 2050. Als aanvulling op andere technologieën, zoals hernieuwbare energie en biobrandstoffen, heeft waterstof het potentieel om industrieën als staal, petrochemie, kunstmest, zware mobiliteit (op de weg en daarbuiten), zeevaart en luchtvaart koolstofvrij te maken, en flexibele energieopwekking te ondersteunen (naast andere toepassingen). In 2050 zou waterstof kunnen bijdragen aan meer dan 20 procent van de jaarlijkse wereldwijde emissiereducties. De potentiële rol van waterstof in de bredere energietransitie wordt onderzocht in een reeks rapporten van McKinsey en de Hydrogen Council - een wereldwijd, door CEO's geleid initiatief met leden van meer dan 140 bedrijven. In de rapporten wordt bijvoorbeeld onderzocht hoe de vraag naar waterstof de huidige energie-, gas-, chemicaliën- en brandstofmarkten zou kunnen veranderen; de noodzaak van schaalvergroting van de waterstofproductie, in het bijzonder schone waterstof (die wordt gemaakt met hernieuwbare energiebronnen of met maatregelen om de uitstoot te verlagen); en wat er in het komende decennium moet gebeuren om de doelstellingen voor netto nul te halen. Het momentum achter waterstof is het afgelopen jaar versneld, zoals beschreven in Waterstof inzichten 2022.1 een onlangs gepubliceerd perspectief op de toestand van de waterstofindustrie. Zowel de investeringen als de projectontwikkeling zijn toegenomen. Er blijft echter een financieringstekort.