Hoe kun je voertuigen en machines op waterstof laten lopen? Dat zoeken de studenten en onderzoekers van het project HYDROVA uit voor lokale bedrijven.
Je hoeft de kogelgaten niet te vinden om op industrieterrein de Kleefse Waard de sfeer van de jaren veertig te voelen. De loodsen van bruine bakstenen aan de oever van de Rijn kunnen moeiteloos het decor vormen voor een Band of Brothers-aflevering. Tachtig jaar geleden zijn deze panden in Arnhem door de Duitse bezetter opgetrokken, in 1945 liet die ze onvrijwillig achter.
De rook die anno 2021 oprijst uit de brede schoorstenen is vooral afkomstig van grote chemieconcerns en hightech-ondernemingen. In een hoek van het terrein staat de kleinste loods van allemaal. Naast de deur prijkt op een bescheiden bordje de tekst ‘H2Lab’. Een subtiele hint dat in dit laboratorium van de HAN University of Applied Sciences onderzoek plaatsvindt naar het lichtste gas in het universum.
Hoe bestrijd je levensbedreigende superbacteriën?
Bacteriën kunnen steeds beter tegen antibiotica. Adéla Melcrová onderzoekt hoe we hardnekkige superbacteriën kunnen bestrijden.
Bij binnenkomst doet het H2Lab denken aan een flinke garage. Auto’s, bakfietsen en busjes in verschillende stadia van moedwillige ontbinding vullen de ruimte. Overal staan gereedschapskisten. Een student knutselt aan een elektrische step. Slechts enkele aanwijzingen verraden wat hier werkelijk gaande is. De betonnen vloer is bedekt met een kleurrijk tapijt, want voor olielekvlekken hoeft niemand hier bang te zijn. De step van de student bevat een felrode cilindertank. Grotere zwarte cilindervormige tanks leunen tegen een muur. Achter een forse bakfiets staat en blauwe Hyundai met de slogan ‘Ik rijd op waterstof’.
In een apart kamertje ligt een flinterdun aerodynamisch chassis op de vloer. Labbeheerder Ruben Bruins richt zijn ogen op het ontblote voertuig ernaast. ‘Dit is hem: de waterstofracewagen van het HAN Hydromotive-team. Elk jaar erft een nieuw groepje tweedejaarsstudenten deze bolide. Ze mogen hem naar eigen inzicht upgraden. Soms zijn ze hier tot 23.00 uur gebiologeerd aan het sleutelen en modelleren.’ Wel met jassen aan, want het kan hier steenkoud worden. ‘Toch vinden we het fantastisch dat we nu allemaal onder één dak zitten. Studenten die uitzoeken hoe je houtversnipperaars op waterstof kunt laten lopen, hoeven zich maar om te draaien om aan ervaren onderzoekers input te vragen. Dit is precies wat we bij de HAN graag willen: een hybride leeromgeving waar we samen technologie naar een groener niveau kunnen tillen.’
Bruins loopt naar de blauwe Hyundai. Onder de motorkap zit een volmaakte legpuzzel van buizen, slangen en kleppen. En ook enkele kunststof kubussen. ‘Mystery boxes noemen we ze. Niemand van ons weet wat daar in zit’, zegt Bruins. ‘Maar we zullen er binnenkort achter komen. Ik wil studenten deze auto drastisch laten demonteren. Zodat ze echt leren hoe een geavanceerd waterstofvoertuig werkt.’
In de kern werken waterstofvoertuigen overigens heel simpel. In brandstofcellen worden waterstofatomen (H) opgesplitst in protonen en elektronen. Aan de andere kant van een membraan bevinden zich zuurstofatomen (O). De protonen stromen door het membraan, de elektronen worden tegengehouden. Die nemen vanzelf een omweg. Zo ontstaat een elektrische stroom. En zodra de elektronen, protonen en zuurstofatomen samenkomen, ontstaat het afvalproduct van waterstofvoertuigen: water. Waterstof levert dus 100 procent schone emissies.
Toch wemelt het H2Lab van de ventilatiebuizen, beveiligde deuren, rode noodknoppen en grote waarschuwingsstickers. Onderzoeker Abhishek Tomar glimlacht. ‘Zeg kernenergie en mensen denken aan Tsjernobyl. Zeg waterstof en mensen denken aan de Hindenburg.’ Deze magnifieke zeppelin vatte in 1937 vlam toen zijn waterstofvoorraad ontbrandde, wat alle inzittenden het leven kostte. ‘Waterstof is inderdaad makkelijk ontvlambaar, maar het negatieve stigma is zo sterk dat dit lab inmiddels de veiligste plek op aarde is.’
Toch zal de HAN deze veiligste plek op aarde volgend jaar verlaten. Het H2Lab zal dan zijn Band of Brothers-locatie verruilen voor Connectr, een veel moderner en groter hybride lab dat ook toegang biedt aan waterstofvrachtwagens. En met een beetje geluk zullen die enorme trucks ook enorme mystery boxes bevatten.
Het resultaat
Schone heftrucks, uitstootvrije hijskranen en duurzame houtversnipperaars. Dankzij de studies die onder de vlag van HYDROVA zijn uitgevoerd, weten zeventien kleine bedrijven inmiddels of en hoe ze hun voertuigen en zware machines schoon en rendabel op waterstof kunnen laten draaien. Als kers op de taart resulteerde HYDROVA in de oprichting van het pionierende H2Lab.
De methode
Hoe kun je als klein bedrijfje de opzienbarende mogelijkheden van waterstof benutten? De HAN-lectoraten Automotive Research en Duurzame Energie mobiliseerden voor het RAAK-project HYDROVA meer dan zestig studenten en onderzoekers. Die runden simulaties, deden veiligheidschecks en analyseerden componenten, om zo bedrijven uit de regio een kickstart te geven in de transitie naar waterstof.
De onderzoeker
Al vanaf 2005 opent HAN-lector Bram Veenhuizen de ogen van studenten en ondernemers voor de extreme mogelijkheden en uitdagingen van waterstoftechnologie.
Neemt het enthousiasme rondom waterstof weer toe?
‘We zitten midden in een bloeiperiode, zonder twijfel. Het aantal bedrijven dat bij ons H2Lab aanklopt omdat ze graag iets met waterstof willen doen, groeit rap. Iedereen is wakker geworden.’
Waar komt dat door?
‘In alle hoeken van het bedrijfsleven is doorgedrongen dat we nu echt onze CO2-emissies moeten reduceren. Maar veel kleinere bedrijven missen de technische expertise om hun duurzaamheidswensen om te zetten in prestaties. Een van de belangrijkste missies van de HAN is ze daarbij helpen.’
Hoe doen jullie dat?
‘Wij creëren hybride leeromgevingen, waarin onderzoekers en studenten met bedrijven aan de slag gaan om hun duurzaamheidspuzzels op te lossen. Voor HYDROVA assisteerden wij bijvoorbeeld Bredenoord, dat emissievrije generatorsets wil plaatsen bij festivals, en Hyster-Yale, dat machines bouwt om containers in havens te verplaatsen. Onze studenten leren natuurlijk enorm van dit soort real-world-projecten. Ze lezen niet alleen in boeken over rijden en sleutelen aan een waterstofvoertuig, ze doen het zelf.’
Bent u ervan overtuigd dat waterstof onze samenleving duurzamer zal maken?
‘Niets is gegarandeerd. Veel toepassingen van waterstof zijn nog niet efficiënt genoeg. Maar de potentie van waterstof staat buiten kijf. Zonnepanelen en windparken leveren te weinig energie op windstille winternachten, en tijdens zomerse dagen of stormen produceren ze soms meer energie dan we kwijt kunnen. Die overtollige stroom kunnen we gebruiken om water te splijten in onder meer waterstof, dat onder hoge druk prima is op te slaan. Zo kan waterstof van wind- en zonne-energie de betrouwbare groene energiebronnen maken waar de hele planeet op zit te wachten.
Deze rubriek is tot stand gekomen in samenwerking met Nationaal Regie- orgaan Praktijkgericht Onderzoek SIA.