Inhoud
Wat is een waterstof batterij?
In een waterstof thuisbatterij sla je de groene energie van je zonnepaneelinstallatie op in waterstof. De technologie biedt een duurzaam alternatief op traditionele lithium batterijen.
Waterstof
Waterstof (H) is het meest voorkomende chemische element – niet enkel op onze blauwe planeet, maar ook in het volledige universum. De stof is van nature gasvormig (H2 is de formule van waterstofgas), maar wordt vloeibaar onder hoge druk en bij lage temperaturen. De stof gedraagt zich in die staat als een vloeibaar metaal. Waterstof is geurloos, kleurloos en niet giftig, maar in gasvorm wél licht ontvlambaar.
Waarom energie opslaan in waterstof zo aantrekkelijk is? De enorme energiedichtheid! De energie-inhoud van een lithium-ion batterij ligt tussen de 0,10 en 0,27 kWh per kilogram. De energie-inhoud van vloeibare waterstof is maar liefst 34.72 kWh. kWh per kilogram.
Bestanddelen
Een waterstof thuisbatterij bestaat uit 3 componenten:
- Een elektrolysevat, waarin water wordt opgesplitst in waterstof en zuurstof.
- Een waterstoftank, waarin waterstof wordt opgeslagen.
- Een brandstofcel, die zorgt voor de omzetting van waterstof naar elektriciteit.
Wateraansluiting of kant-en-klare waterstof?
Water is een cruciale grondstof voor een waterstof thuisbatterij. Waterstof thuisaccu’s hebben dan ook een wateraansluiting nodig.
Waterstofbatterijen in bijvoorbeeld voertuigen voorzie je van kant-en-klare waterstof in tanks of flessen.
Zo werkt het
Een waterstofbatterij opladen en ontladen, verloopt als volgt:
- De batterij laadt op met overtollige zonne-energie.
- De elektriciteit veroorzaakt een chemische reactie: elektrolyse. Daardoor ontbindt het water in 2 stoffen: waterstof en zuurstof.
- De waterstof wordt, onder druk, opgeslagen in een opslagtank.
- Nood aan elektriciteit? Dan wordt de opgeslagen waterstof vrijgegeven.
- Een brandstofcel zet de waterstof om in elektriciteit.
- De elektriciteit stroomt via de elektrische installatie bij je thuis naar de apparaten die energie nodig hebben.
Waterstofbatterij of -generator
Een waterstofgenerator is een apparaat dat waterstof genereert via het hierboven vermeldde proces van elektrolyse. Een waterstofbatterij werkt dus net als een waterstofgenerator, maar zorgt daar bovenop voor de opslag van het gecreëerde waterstof én de omzetting van waterstof naar elektriciteit via een brandstofcel.
De voordelen van energieopslag in waterstof
Energieopslag in waterstof heeft heel wat voordelen ten opzichte van andere soorten thuisbatterijen.
- Opslag op lange termijn. Waterstof kan voor langere periodes bewaard worden, waardoor een waterstof thuisbatterij een mogelijke oplossing biedt voor de opslag van groene energie voor langere periodes. Handig, want zeker in onze contreien zorgt een zonnepaneelinstallatie niet het hele jaar door voor voldoende energie. In traditionele thuisbatterijen kun je de opgewekte energie bovendien slechts beperkt opslaan.
- Hoge energiedichtheid. Waterstof heeft een bijzonder hoge energiedichtheid, en een bijzonder laag gewicht.
- Lange levensduur. Een waterstof thuisbatterij bevat in principe geen bewegende componenten, waardoor de batterij minder snel te maken krijgt met verminderde prestaties door veroudering.
- Minimaal onderhoud. Een afwezigheid van bewegende onderdelen betekent voorts dat de batterij geen bijzonder onderhoud nodig heeft.
- Schaalbaar en grote opslagcapaciteit. Zelfs particuliere waterstof thuisbatterijen zouden een ruime opslagcapaciteit hebben – onontbeerlijk voor wie tijdens de zomer een energievoorraad wil opbouwen voor tijdens de wintermaanden.
- Milieuvriendelijk. Een waterstof batterij bevat weinig tot geen schadelijke en schaarse stoffen, noch zware en vervuilende metalen.
De meeste waterstof opslagsystemen zijn vrij groot, precies omdat ze bedoeld zijn voor het opslaan van grotere hoeveelheden energie voor langere periodes. Liever een kleine thuisbatterij? Dan zijn lithium-ion en lithium-ijzerfosfaat thuisbatterijen een interessantere optie.
Ontvang gratis en vrijblijvend advies over thuisbatterijen
Nadelen en uitdagingen
Energieopslag in waterstof is veelbelovend. Toch heeft het systeem enkele nadelen, en botst men ook aan de commerciële zijde van het verhaal op enkele grote uitdagingen.
Eerst en vooral gaat er bij de omzetting van elektriciteit naar waterstof, en bij de omzetting van waterstof naar elektriciteit, een grote hoeveelheid energie verloren. Daarbij komt dat de waterstof onder hoge druk bewaard moet worden. Om voldoende druk te voorzien, verbruikt het systeem flink wat energie. Er is op dit moment dus nog niet echt sprake van efficiënte opslag op lange termijn.
Daarnaast brengt het systeem ook wat praktische uitdagingen met zich mee. De opslagtanks waarin je het waterstof bewaard, moeten buitenshuis geïnstalleerd worden. De stof zelf is licht ontvlambaar, waardoor een waterstof thuisbatterij niet zomaar overal geplaatst kan worden.
Tot slot zou een waterstof thuisbatterij bijzonder duur zijn. Bepaalde systemen vergen een initiële investering van zo’n 60.000 euro of meer.
Waterstof- versus zoutwaterbatterij
Een waterstof batterij is niét hetzelfde als een zoutwaterbatterij.
In een zoutwaterbatterij vindt ook elektrolyse plaats, maar daar worden zoet en zout water (en dus geen waterstof en zuurstof) van elkaar gescheiden. Een zoutwaterbatterij is bovendien een gesloten systeem, zonder nood aan het bijvullen van het waterreservoir.
In de meeste waterstofbatterijen is het bijvullen van de waterreserve noodzakelijk. Bovendien wordt de gecreëerde waterstof apart bewaard, en door een brandstofcel omgezet in elektriciteit.
In een zoutwaterbatterij zorgt elektrische stroom voor een splitsing van zoet en zout water. Wanneer de 2 stoffen weer in contact komen, ontstaat opnieuw elektrische stroom. Een volledig ander systeem, dus.
Kun je thuis energie opslaan in waterstof?
Energieopslag in waterstof heeft momenteel vooral industriële toepassingen. Voor gebruik voor de opslag van zonne-energie die jij bij je thuis opwekt, zijn de toepassingen beperkt. Waterstof zou wel een belangrijke rol kunnen gaan spelen in de toekomst van de productie van groene energie én energieopslag.
Homepowersolutions: Picea+ waterstof batterij (+ prijs)
Het Duiste Home Power Solutions bracht de Picea waterstofbatterij en het Picea+ systeem op de markt.
De Picea+ waterstofbatterij biedt een antwoord op zowel de vraag naar warmte als de vraag naar energie. Het systeem bestaat uit:
- Een gewone thuisbatterij voor de opslag van energie op korte termijn
- Een waterstofbatterij voor opslag op lange termijn (tot wel 1.500 kWh aan elektriciteit)
- Een systeem om de restwarmte die ontstaat bij het opladen van de thuisbatterij en waterstofbatterij te verdelen over het verwarmingssysteem bij je thuis – een beetje zoals mogelijk is met een warmtebatterij of basalt thuisbatterij
De kosten voor een Picea+ installatie liggen tussen de 85.000 en 120.000 euro, en wordt volledig op maat van je woning geconfigureerd.
Lavo
Lavo is een Australisch bedrijf dat een eigen waterstofbatterij op de markt bracht. De Lavo thuisbatterij heeft een opslagcapaciteit van 40 kWh. De kosten liggen tussen de 20.000 en 30.000 euro, exclusief installatie.
All-Energy hybride batterij: lithium-ion + waterstof
All-Energy, een Nederlands bedrijf, heeft een hybride thuisbatterij op de markt gebracht. Het opslagsysteem combineert de voordelen van energieopslag in waterstof met de voordelen van energieopslag in lithium-ion.
- Een elektrolyser zet overtollige groene energie om in waterstof
- Het waterstof wordt opgeslagen in een waterstoftank
- Een brandstofcel zet die waterstof om in groene energie
- De lithiumbatterij zorgt voor energieopslag op korte termijn
De hybride thuisbatterij lijkt wat op de Battolyser, een uitvinding van het Nederlandse Battolyser Systems. Het grote verschil zit in de schaal: de All-Energy thuisbatterij zou bedoeld zijn voor particulier gebruik, terwijl de Battolyser zich richt op grootschalige en industriële toepassingen.
De kosten voor een kleine hybride thuisbatterij liggen ongeveer gelijk met de prijzen voor gewone lithium-ion batterijen. Opmerkelijk: hoe groter de opslagcapaciteit, hoe lager de kosten per kWh – met een prijsverschil tot zo’n 50 procent ten opzichte van grote lithium-ion thuisbatterijen.
Energie opslaan bij je thuis in je eigen huiscentrale? Ontvang en vergelijk offertes op maat
Sla jij je overtollige stroom straks ook op in vorm van waterstof? Of speel je liever op veilig met een klassieke lithium-ion of lithium-ijzerfosfaat thuisbatterij? Wat voor jou ook de beste keuze blijkt: een erkend installateur zorgt voor een vlekkeloze, veilige installatie. Via onderstaand formulier leg jij jouw situatie, budget en voorkeuren voor aan erkende energieopslagspecialisten in je buurt. Zij analyseren je vraag en bezorgen je niet enkel gratis en vrijblijvende offertes op maat, maar ook persoonlijk advies. Zo vind je, snel en eenvoudig, de juiste energieoplossing voor bij jou thuis.