17 december 2014

Onmisbare katalysatoren deel 2: Energie

Hoe kunnen katalysatoren helpen om het energievraagstuk op te lossen?

Olie, kolen en gas worden in Nederland gebruikt als voornaamste energiebronnen. Deze ruwe grondstoffen zijn echter niet altijd direct geschikt als brandstof.

Ruwe aardolie moet bijvoorbeeld eerst omgezet worden naar brandstof zoals diesel, benzine en kerosine, voordat het gebruikt kan worden. Katalysatoren zorgen ervoor dat de juiste producten gewonnen worden uit de ruwe grondstoffen. Op termijn willen we echter af van fossiele brandstoffen vanwege de volgende redenen: - Niet herwinbaar (ook al duurt het nog wel >100 jaar voordat de voorraden op zijn) - Milieuvervuiling / klimaatverandering (CO2) - Geopolitiek (afhankelijkheid van andere landen)

Alternatieven Gelukkig zijn er genoeg alternatieve energiebronnen voor handen en dat is te zien in de landen om ons heen. IJsland gebruikt geothermische energie, Zwitserland waterkracht, Frankrijk en België kernenergie, Duitsland zonne-energie en Denemarken windenergie. Al deze energiebronnen genereren elektriciteit. Er zijn echter twee grote problemen met elektriciteit. Het eerste probleem is dat je energie niet kunt opslaan. De energie wordt opgewekt wanneer de zon schijnt of de wind waait maar dat is niet per se het moment dat je de kachel aan zet of het licht aandoet in huis. Het tweede probleem is dat je met het netwerk verbonden moet zijn wil je de energie direct kunnen gebruiken. Voor schepen of voor transport over de weg is dat geen optie. Het gebruik van dit soort energie vraagt dus om een manier om de energie op een handige manier op te slaan.

Batterij Het opslaan van elektriciteit gebeurt natuurlijk al in batterijen. Batterijen zijn echter gemaakt van schaarse elementen zoals lithium. Batterijen zijn daarom te duur voor grootschalige energie-opslag. Daarnaast is er simpelweg niet eens genoeg lithium in de wereld om genoeg capaciteit te genereren. Onderzoekers zijn daarom op zoek naar alternatieven. Het meest ideale zou zijn om de elektrische energie in chemische bindingen te stoppen, bijvoorbeeld door CO2 om te zetten naar koolwaterstoffen. De koolwaterstoffen kunnen vervolgens gewoon gebruikt worden als energiebron zoals dat nu ook wordt gedaan. Op dit moment ontwikkelen we nieuwe katalysatoren om dit proces mogelijk te maken.

Waterstofauto Wat al wel mogelijk gemaakt is door katalysatoren, is om water efficiënt te splitsen door middel van elektriciteit in waterstof en zuurstof. Het waterstof kan vervolgens gebruikt worden als brandstof en het voordeel is dat bij de verbranding alleen water uitgestoten wordt. Toyota lanceerde recent de eerste waterstofauto in west-Europa.

Kamertemperatuur Er kleeft echter een groot nadeel aan waterstof: het is een gas bij kamertemperatuur. Gassen zijn een stuk lastiger te transporteren dan vloeistoffen. Daarnaast is de dichtheid van gas vele malen lager dan die van vloeistoffen. De hoeveelheid brandstof per autotank is daardoor een heel stuk lager, zelfs als je het gas samenperst tot zevenhonderd keer de normale luchtdruk. Onderzoekers ontwikkelen nu methodes om de waterstof op te slaan in vaste stoffen om het gebruik van waterstof als opslag medium (het is géén grondstof) aantrekkelijker te maken.

Conclusie Katalyse is essentieel in onze huidige energievoorziening maar is in de toekomst ook noodzakelijk voor het opslaan van duurzame energie.

Discussieer mee

0

Vragen, opmerkingen of bijdragen over dit artikel of het onderwerp? Neem deel aan de discussie.

NEMO Kennislink nieuwsbrief
Ontvang elke week onze nieuwsbrief met het laatste nieuws uit de wetenschap.