Doorbraak maakt groene waterstof goedkoper dan fossiel: prijs duikt onder aardgasvariant
In dit artikel:
Een internationaal team van onderzoekers van China Agricultural University en Nanyang Technological University publiceerde in eScience een nieuwe methode om zogeheten groene waterstof te maken tegen zeer lage kosten. Door de gebruikelijke zuurstofontwikkelingsreactie in elektrolyse te vervangen door de oxidatie van glucose (gewonnen uit landbouwreststromen zoals katoen- en tarwestro) weten zij de netto productiekost terug te brengen tot ongeveer $1,54 per kilogram H2 — lager dan veel grijze waterstof uit aardgas (vaak boven $2/kg) en een sterke daling ten opzichte van klassieke groene routes.
De kern van de doorbraak is chemisch en elektrotechnisch: in plaats van water naar zuurstof te oxideren, zetten de onderzoekers glucose selectief om in formiaat, een waardevol industrieel product (marktprijs rond $4,63/kg). Die omzetting vergt ongeveer 400 millivolt minder spanning, waardoor het elektricetskosten aanzienlijk afnemen. Met een speciaal ontwikkelde kobalt-oxyhydroxidekatalysator met 5% koper‑doping bereiken ze een hoge selectiviteit (ongeveer 80%) naar formiaat via een alpha-cleavage-route, en beperken ze ongunstige verdere oxidatie naar CO2.
Technisch biedt het ontwerp extra voordelen: omdat er geen zuurstof ontstaat, is een membraan overbodig en is er geen risico op explosieve mengsels met waterstof. Dat vermindert kosten en verhoogt robuustheid, gunstig voor opschaling. De onderzoekers demonstreerden het proces met ruwe extracten uit katoen- en tarwestro zonder intensieve zuivering en realiseerden onder geconcentreerd zonlicht en een triple-junction zonnecel een record waterstofproductiesnelheid van 519 μmol·h⁻¹·cm⁻² voor dit type opstelling.
Economisch en praktisch betekent dit dat groene waterstof binnen bereik komt voor moeilijk te elektrificeren sectoren zoals staal, scheepvaart en bepaalde chemische processen. Belangrijk is echter dat de gunstige kostprijs voortkomt uit een geïntegreerd systeem: goedkope zonnestroom, beschikbaar biomassa‑afval en waardevolle coproducten. Opschaling naar industriële capaciteit brengt nog engineeringuitdagingen en onzekerheden in levenscyclusanalyses, logistiek van biomassa en marktdynamiek met zich mee.
Kortom: de studie toont een nieuw, circulair concept waarin energieopslag en biomassa‑upgrading samenkomen, mogelijk een doorbraak in het betaalbaar maken van grootschalige groene waterstofproductie — mits technische en logistieke schaalproblemen worden opgelost.