Japanse onderzoekers hebben een doorbraak in waterstofopslag bereikt: een nieuwe batterij werkt bij slechts 90 °C en slaat het maximale theoretische aantal waterstofmoleculen effectief op.
Waterstof wordt al lange tijd gezien als de sleutel tot een koolstofvrije energievoorziening. Toch is opslag tot nu toe een groot obstakel. Conventionele methoden vereisen namelijk extreem hoge drukken of cryogene temperaturen van -252,8 °C.
Volgens de studie, gepubliceerd in Science, hebben onderzoekers van het Institute of Science in Tokyo een prototype waterstofbatterij ontwikkeld die deze beperkingen doorbreekt.
Nog nooit eerder bereikt
De batterij werkt bij een relatief lage temperatuur (ongeveer 90 °C). Daarbovenop haalde de batterij ook de maximale theoretische capaciteit van magnesiumhybride. Een prestatie die nog nooit eerder is bereikt bij praktische, laagtemperatuuroperaties.
De sleutel ligt in een nieuw ontworpen vaste-elektrolytstructuur, die de beweging van hydride-ionen versnelt en stabiliteit biedt bij lagere temperaturen. MgH₂ fungeert als anode, terwijl waterstofgas de rol van kathode vervult. Tijdens het opladen geeft MgH₂ H⁻-ionen af die door de vaste elektrolyt bewegen en bij de kathode worden geoxideerd tot H₂. Bij ontlading worden H₂-moleculen weer gereduceerd tot H⁻ en keren terug naar de anode om opnieuw MgH₂ te vormen.
Het resultaat is een volledig reversibele cyclus, die herhaaldelijk waterstof kan opslaan en vrijgeven zonder de extreme hitte die conventionele systemen nodig hebben.
Praktische toepassingen
Deze doorbraak opent de deur naar praktische toepassingen van waterstof in voertuigen, de industrie en hernieuwbare energieopslag. Volgens assistent-professor Naoki Matsui: “We hebben aangetoond dat een Mg–H₂ batterij kan functioneren als een veilig en efficiënt waterstofopslagsysteem, met hoge capaciteit en volledige reversibiliteit.”
De technologie staat nog in de laboratoriumfase. Schaalvergroting, productie en integratie in bestaande infrastructuren blijven uitdagingen. Toch toont dit prototype het enorme potentieel van waterstofbatterijen om schone energie veilig en efficiënt op te slaan.
Geen verre droom meer
De Japanse onderzoekers laten zien dat veilige, efficiënte waterstofopslag geen verre droom meer is. Met een operationele temperatuur van slechts 90 °C, maximale capaciteit en volledig reversibele cycli, komt efficiënte waterstofopslag eindelijk binnen handbereik. Dit kan een belangrijke stap zijn in de transitie naar een koolstofvrije economie.
