Waterstofauto: hoe werkt het?

Wat is waterstof, hoe werkt een waterstofauto en is het de 'brandstof' van de toekomst?

Lang niet iedereen is ervan overtuigd dat de elektrische auto de toekomst heeft, sommigen zien meer heil in waterstof. Dat kun je namelijk net zo snel tanken als benzine of diesel, terwijl uit de uitlaat alleen maar water komt. Maar wat ís waterstof eigenlijk en hoe werkt zo’n waterstofauto? En zijn er wel genoeg tankstations waar je waterstof kunt tanken?

Om maar meteen met de deur in huis te vallen: een waterstofauto ís een volledig elektrische auto. De wielen worden aangedreven door een of meerdere elektromotoren. Het grote verschil tussen een waterstofauto en een ‘batterij-elektrische auto’ is de manier waarop de energie wordt opgeslagen. De elektrische auto zoals we die kennen slaat de elektriciteit op in een groot accupakket. Een waterstofauto haalt zijn energie uit waterstof. Niet door het te verbranden, maar door een chemische reactie waarbij energie in de vorm van elektriciteit vrijkomt. Met die elektriciteit kunnen vervolgens de elektromotoren gevoed worden.

Om te kunnen begrijpen hoe een waterstofauto werkt, is het goed om te weten wat waterstof eigenlijk is. Het is een zeer vluchtig gas, dat van nature niet op aarde voorkomt. Je zult het dus moeten produceren. Dat kan bijvoorbeeld door water (H2O) te splitsen in zuurstof (O2) en waterstofgas (H2). Dat proces kost zeer veel energie, meer energie dan je uiteindelijk uit het waterstof kun halen.

Onder de motorkap van een elektrische auto ligt een zogenaamde brandstofcel. Deze laat waterstof uit de opslagtanks onder de auto gecontroleerd reageren met zuurstof uit de buitenlucht. Er vindt dan een omgekeerd proces plaats: de zuurstof en het waterstof vormen weer water. Bij dat proces komt ook energie vrij in de vorm van elektriciteit. Waterstof kun je dus zien als energiedrager: het kost energie om het te maken, maar die energie kun je er voor een deel weer uit halen.

Bovenstaand een Mercedes-Benz GLC F-Cell, maar de indeling van de techniek is bij vrijwel alle waterstofauto's grofweg hetzelfde. Onder de motorkap ligt de brandstofcell die ongeveer even groot is als een verbrandingsmotor, de twee waterstoftanks liggen onder het passagierscompartiment, terwijl  onder de bodem van de kofferbak een klein accupakket ligt dat als buffer dient. 

Voor- en nadelen van waterstofauto's

De voordelen van waterstof als energiedrager zitten hem vooral in het tanken. Een waterstofauto kun je in enkele minuten voltanken, zoals een benzine- of dieselauto. Je kunt een waterstofauto dus op dezelfde manier gebruiken als een brandstofauto. Ook de actieradius van een waterstofauto ligt vaak dicht bij die van een benzineauto en daarmee hoger dan die van de gemiddelde elektrische auto. Omdat een waterstofauto een veel kleinere accu heeft dan een batterij-elektrische auto (de accu dient enkel als buffer), is de productie van een waterstofauto minder belastend voor het milieu.

Nadelen zijn er ook. Zo is er veel meer energie nodig om waterstof te maken dan dat er vrijkomt wanneer de waterstof in de auto weer wordt omgezet in elektriciteit. Om dezelfde afstand te kunnen rijden met een waterstofauto als met een batterij-elektrische auto, heb je onder aan de streep simpelweg veel meer elektriciteit nodig. Daarnaast ontbreekt het nog aan de benodigde infrastructuur. In ons land zijn er slechts een handvol stations waar je waterstof kunt tanken. Ook zijn er maar twee waterstofauto’s commercieel beschikbaar, die beide ook nog eens zeer kostbaar zijn. Zowel de Hyundai Nexo als de Toyota Mirai zijn ongeveer tweemaal zo duur als een vergelijkbare auto met verbrandingsmotor en ook fors duurder dan vergelijkbare elektrische auto’s.

Andere leden bekeken ook