Een nieuwe vloeistof kan waterstof veilig en stabiel opslaan bij kamertemperatuur — zónder hoge druk of extreme kou. Wetenschappers uit Zwitserland en Japan hebben hiermee misschien wel het grootste obstakel voor waterstof als schone brandstof weggenomen.
Al jaren geldt waterstof als een veelbelovende, schone energiedrager, maar de praktische opslag en distributie blijft een groot struikelblok. Onderzoekers van de École Polytechnique Fédérale de Lausanne (EPFL) en de Kyoto University hebben daar nu mogelijk een baanbrekende oplossing voor gevonden: een vloeibare waterstofdrager die stabiel blijft bij kamertemperatuur.
Volgens de studie, gepubliceerd in Advanced Materials, ontwikkelden de wetenschappers een waterstofrijke vloeistof die tot 6,9% waterstof per gewicht bevat — ruim boven de doelstelling die het Amerikaanse Department of Energy heeft gesteld voor 2025. En dat zonder de noodzaak voor hoge druk, extreme kou of complexe solid-state opslagtechnologie.
Slimme mix van simpele stoffen
De nieuwe vloeistof ontstaat simpelweg door twee relatief eenvoudige chemicaliën samen te voegen: ammoniakboraan (ammonia borane) en tetrabutylammonium borohydride. Door verschillende verhoudingen te testen, ontdekten de onderzoekers dat een mix met 50–80% ammoniakboraan een stabiele, heldere vloeistof oplevert.
Wat de uitvinding extra bijzonder maakt, is dat dit de eerste toepassing is van een zogenoemd hydride-based deep eutectic solvent (DES). De moleculen vormen sterke waterstofbruggen, waardoor het mengsel vloeibaar blijft bij temperaturen waar de losse stoffen normaal zouden kristalliseren.
Minder energie, minder gewicht, meer potentieel
De vloeistof blijft stabiel tot ver onder het vriespunt, en vertoont pas onder −50°C een glasovergang. Cruciaal is ook dat het mengsel al bij 60°C waterstof begint vrij te geven — aanzienlijk lager dan de temperaturen die nodig zijn bij veel bestaande waterstofdragers in vaste vorm, die vaak pas bij 100–300°C gas vrijmaken en daarbij schadelijke nevenproducten kunnen vormen.
De onderzoekers benadrukken dat alleen het ammonia borane-deel in het mengsel ontleedt bij verhitting. De andere component zou mogelijk kunnen worden gerecupereerd en hergebruikt, wat de technologie ook nog eens economisch aantrekkelijker maakt.
Een nieuwe richting voor waterstof
Deze ontdekking kan significante implicaties hebben voor waterstofopslag in onder meer transport, draagbare energiesystemen en stationaire toepassingen. De relatief lage dichtheid van de vloeistof maakt het bovendien lichter dan veel andere vloeibare of vaste waterstofdragers, wat voordelen biedt in toepassingen waar gewicht een rol speelt — denk aan luchtvaart of drones.
Dit betekent dat waterstof niet langer opgeslagen hoeft te worden in zware hogedruktanks of als extreem koude vloeistof bij -253°C — een gamechanger voor de praktische inzetbaarheid.
Bovendien opent de ontdekking van deze DES-vloeistof nieuwe deuren naar op maat gemaakte vloeibare media voor andere doeleinden, zoals groene chemie of synthetische brandstoffen. Het concept van “functionele vloeistoffen” die hun eigenschappen ontlenen aan subtiele moleculaire interacties is nog relatief jong, maar wint aan momentum in het energiedomein.
Waterstof, eindelijk klaar voor het echte werk?
Waar waterstof jarenlang werd gezien als ‘de brandstof van de toekomst’, maar steeds achterbleef door de infrastructuur- en opslagproblemen, zou deze ontdekking weleens de ontbrekende schakel kunnen zijn. Een vloeistof die bij kamertemperatuur waterstof opslaat en afgeeft bij slechts 60°C, zonder dure of zware installaties, brengt de droom van schone waterstofmobiliteit een stuk dichterbij.
De komende jaren zullen moeten uitwijzen hoe goed dit systeem op te schalen is, hoe het zich gedraagt in echte toepassingen, en hoe eenvoudig het recycleren van de gebruikte componenten werkelijk is. Maar de eerste signalen zijn veelbelovend. De energietransitie zou er zo maar een krachtige bondgenoot bij kunnen hebben.
