nieuws



Groene waterstof en aardgas kunnen gelijktijdig door dezelfde leiding 

energie

Waterstof en aardgas kunnen gelijktijdig door dezelfde leiding worden getransporteerd. Op de plaats van bestemming worden beide stoffen op een slimme manier gescheiden.  



Groene waterstof en aardgas kunnen gelijktijdig door dezelfde leiding 

Leestip: Oefenen met de omzetting naar waterstof in de bestaande bouw

Er is nog volop discussie over deze energiedrager, maar waterstof lijkt op enig moment een belangrijke rol te gaan spelen in de ontwikkeling van een CO2-vrije energievoorziening. Als waterstof wordt gewonnen uit hernieuwbare energiebronnen zoals wind en zon, worden er immer geen schadelijke emissies geproduceerd. Maar hoe krijg je de groene waterstof van de producent naar de gebruiker? Er is momenteel geen landelijk distributienetwerk speciaal voor waterstof in Duitsland, maar ook niet in Nederland.

Waterstof en aardgas door 1 leiding

Een van de benaderingen die door het Duitse onderzoeksinstituut Fraunhofer met haar projectpartners in het samenwerkingsproject Hypos wordt gevolgd, is waterstof (H2) samen met aardgas (hoofdbestanddeel methaan, CH4) door de leidingen te transporteren. Want net als Nederland, beschikt ook Duitsland over een uitgebreid gasnet, met 511.000 kilometer aan gasleidingen en 33 locaties met faciliteiten voor gasopslag. “Beide stoffen kunnen samen in één pijpleiding worden vervoerd. Op de plaats van bestemming kunnen ze indien nodig weer worden gescheiden,” zo bevestigt dr. Adrian Simon, groepsleider bij Fraunhofer IKT, het gevolgde basisprincipe.

Membraantechnologie

Om dit te kunnen realiseren hebben de onderzoekers membraantechnologie ontwikkeld waarmee waterstof en aardgas kosteneffectief en efficiënt van elkaar zijn te scheiden. Voor deze oplossing onderzoekt men naast materialen van keramiek, ook het potentieel van andere materialen, zoals koolstof. Het bevindt zich als een uiterst dunne laag op een poreus keramisch dragermateriaal en dient als membraan dat aardgas en waterstof van elkaar scheidt.















Functioneel principe van een membraan. Aan de ingangszijde wordt het gasmengsel op het membraan gevoerd. De kleine waterstof-moleculen passeren het membraan en de grotere methaan-molecule wordt tegengehouden.

Poriën kleiner dan een nanometer

De productie van membranen verloopt in verschillende stappen, te beginnen met de synthese van polymeren op maat. Polymeren zijn stoffen die bestaan uit vertakte ketens van macromoleculen. Deze worden vervolgens op het poreuze dragermateriaal aangebracht. Door verhitting met gelijktijdige uitsluiting van zuurstof vormt het polymeer een koolstoflaag op zijn oppervlak. In koolstof hebben de poriën een diameter van minder dan een nanometer, waardoor ze zeer geschikt zijn voor gasscheiding.

Leestip: Waterstofketel en hybride warmtepomp voor jaren zeventig woningen

Zuiverheid van waterstof

In het scheidingsproces worden waterstof en aardgas door de buismodules geperst. Daarbij worden de kleinere waterstofmoleculen door de poriën van het membraan geperst en ontsnappen als gas naar buiten, terwijl de grotere methaanmoleculen achterblijven. “Op deze manier verkrijgen we waterstof met een zuiverheid van 80 procent. In een tweede scheidingsfase filteren wij de resterende aardgasresten eruit. Op die manier bereiken we een zuiverheid van meer dan 90 procent,” legt Simon uit.

De in totaal 19 kanalen in het koolstofmembraan vergroten de oppervlakte ervan en maken zo een grotere doorvoer van stoffen mogelijk.



Prototypes

Fraunhofer IKTS-onderzoekers werken momenteel aan de opschaling van de technologie, zodat ook grotere volumes aardgas en waterstof kunnen worden gescheiden. De bouw van prototypes voor dit doel is reeds gepland.

Gerelateerde artikelen over waterstof en (groen) gas:

 

 

Eerste publicatie door Maarten Legius op 12 apr 2021

Laatste update 12 apr