Al tientallen jaren wordt waterstof als energiebron onderzocht, maar grote doorbraken op het gebied van rendement werden tot nu toe niet gedaan. Zo deed Berkeley, de universiteit van Californië, langdurig een kostbaar onderzoek hoe waterstof van het zout Natriumboorhydride (NaBH4) kan worden vrijgemaakt. “Dat was succesvol, maar ze konden met hun methode maar dertig procent waterstof vrij krijgen”, vertelt Rob de Kraa, directeur van H2Fuel Systems. “Mijn collega en scheikundige Gerard Lugtigheid zei dat hij een hogere opbrengst kon realiseren. Hij ontdekte vervolgens in het lab dat als je het zout oplost in ultra puur water en daar een activator aan toevoegt, niet alleen honderd procent van de opgeslagen waterstof vrij komt, maar ook dezelfde hoeveelheid uit het pure water wordt verkregen. Een dubbele opbrengst dus.” 

Wanneer waterstof is gebonden aan NatriumBoor is het ongevaarlijk. Maar zodra het wordt gescheiden ontstaat er waterstofgas en neemt het bijna duizend keer in volume toe en wordt het sterk brand- en ontplofbaar als de concentratie boven de vier procent komt. “Door waterstof te binden in natriumboorhydride, wordt het een poeder, een vaste vorm, en is het dus ongevaarlijk”, zegt De Kraa. “De gepatenteerde methode is door meerdere instituten waaronder de TU Delft, UvA, en TNO gevalideerd en vastgesteld dat waterstof in poedervorm honderd procent veilig is.” Het proces is volgens hem bovendien milieuvriendelijk als bij regeneratie duurzame energie wordt gebruikt, bijkomend voordeel is dat het poeder veilig en gereed voor gebruik met conventionele middelen (schip/trein/vrachtwagen) in bulk en onder atmosferische omstandigheden wereldwijd kan worden gedistribueerd zonder dat daar speciale voorzieningen voor nodig zijn. Oneindig bewaard blijven de componenten natrium en boor zijn ruim voorhanden op de wereld. “Een nadeel is wel dat je het droog moet houden. Maar mocht er toch water bijkomen, dan ontploft het niet, maar zal de waterstof alleen langzaam vrijkomen waardoor de energiekracht langzaam minder wordt.”

H2 Circulair Fuel, onder leiding van Hans te Siepe, ontwikkelde in 2017 onder licentie van H2Fuel Systems de applicatie waarmee waterstof op vraag vrijgemaakt kan worden. Momenteel wordt met Port of Amsterdam en TU Delft het pilot vaartuig Neo Orbis gebouwd, waarin deze applicatie als range extender wordt ingezet. Het door INTEREG gesubsidieerde pilotproject dient als aanjager om de scheepvaart te vergroenen. “Het schip kan dankzij een accu anderhalf uur op de Amsterdamse grachten en het IJ varen”, legt Te Siepe uit. “En via een brandstofcel zal waterstof de accu opladen zodat het schip tot wel tien uur kan varen. Omdat er aan boord geen ruimte is voor de apparatuur om het poeder op te lossen in ultra puur water, wordt dit in het boothuis gedaan en daarna aan boord gepompt. De overgebleven Spent Fuel wordt vervolgens van boord gepompt en ten slotte geregenereerd tot H2Fuel op de inpaklocatie.” Het moment dat de waterstof naar de brandstofcel wordt getransporteerd, is het kort in gasvorm, maar dat gaat volgens Te Siepe om slechts 1,5 kubieke meter onder 1 bar druk. “Meerdere bureaus hebben berekend dat zelfs in een kritieke situatie dit geen gevaarlijke situatie veroorzaakt. Ook wordt de boot zo ingericht dat zodra ergens een fractie, 1 part per million, waterstofgas wordt gedetecteerd er onmiddellijk wordt geventileerd.”

Waterstof kan fossiele brandstoffen op den duur vervangen en zou behalve energie voor de industrie ook huizen kunnen verwarmen en elektriciteit leveren. “Per kilo waterstof levert het 33 kWh elektrisch op voor de consument”, vertelt Te Siepe. “En als de H2Fuel wordt gemaakt op plekken waar de stroomkosten uit wind of zon onder de 1 eurocent gaan, zoals bijvoorbeeld de Sahara, dan kan een kilo waterstof concurreren met fossiele brandstoffen zonder CO2 -taks.” De H2Fuel kan tegen lage kosten in een container per schip, trein of vrachtwagen naar de plaats van bestemming gebracht worden en de Spent Fuel weer terug. Dit kan het een grote rol spelen op het gebied van duurzaam vervoer. Momenteel rijden personenauto’s al op waterstof, maar het tanken gaat volgens Te Siepe op een omslachtige manier. “Het wordt in de gevaarlijke gasvorm door een vrachtwagen bij het tankstation aangeleverd, daar moet het gas eerst naar 350 bar worden opgepompt, dan naar 700 bar zodat het in de auto kan. Dit is een energieverlies van twintig á dertig procent. Het H2 gas uit veilige poeder kan ter plekke direct in de auto onder de juiste bar worden getankt. De 700 bar die nodig is, ontstaat namelijk door het chemische proces in het poeder. Er hoeven dus niet alleen geen vrachtwagens meer af en aan te rijden, waardoor het transport met een factor tien afneemt, ook zit alle benodigde energie zit als het ware in de NatriumBoorHydride molecuul verborgen.”