De gasprijzen zijn niet alleen hoog. Het is een terugkerende hoofdpijn die elke keer dat je een station binnenrijdt, toeslaat. Je staart naar de pomp. U controleert uw bankrekening. Je rijdt weg met een lichtere portemonnee.
In mei 2008 was dit gevoel universeel. Het Amerikaanse nationale gemiddelde voor gewone loodvrije benzine bereikte zes opeenvolgende dagen een recordhoogte. Die piek kwam na een sprong van 11 procent ten opzichte van alleen al in april. Het was een grimmige herinnering dat het tijdperk van goedkope brandstof voorbij was.
Door de stijgende energiekosten lijken alternatieve brandstoffen minder op sciencefiction en meer op een noodzaak. Elk nieuw record voor de olieprijzen maakt het moeilijker om de status quo te verdedigen.
De drang naar onafhankelijkheid
In zijn State of the Union-toespraak uit 2006 noemde president George W. Bush de kwestie een verslaving. Hij riep de Amerikaanse afhankelijkheid van olie aan en stelde een specifieke uitdaging: 75 procent van het Amerikaanse olieverbruik tegen 2025 vervangen door alternatieve brandstoffen.
Het was een gedurfd doelpunt. De tijdlijn was agressief. De technologie die destijds beschikbaar was, was nog lang niet klaar om zo’n enorme verschuiving te ondersteunen. Maar de richting was duidelijk. Het land moest zijn afhankelijkheid doorbreken.
De tekortkomingen in de huidige alternatieven
Welke brandstof valt eigenlijk op? Het korte antwoord is geen van hen. Niet helemaal.
Onderzoekers werken er hard aan om de problemen op te lossen die inherent zijn aan elke potentiële bron, maar er blijven nog steeds aanzienlijke hindernissen bestaan.
Cellulose-ethanol is op papier een sterke kandidaat. Het is gemaakt van planten zoals switchgrass. Het probleem is het productieproces. Het fermenteren ervan is duur. Het is niet eenvoudig op te schalen zonder de kosten voor iedereen op te drijven.
Elektriciteit drijft auto’s vandaag de dag aan. Hybriden hebben nog steeds benzine nodig om te kunnen rijden. Ze zijn een brug, geen bestemming.
Volledig elektrische voertuigen hebben een stekker nodig. Na een paar honderd kilometer moet je de accu opladen. Dat is handig thuis of in een winkelcentrum, maar niet altijd tijdens lange autoritten.
Er is ook de bron van die elektriciteit. De meeste elektriciteitscentrales die dat sap produceren, verbranden steenkool of aardgas. Die planten stoten vervuilende stoffen uit. U bent misschien emissievrij aan de uitlaat, maar niet aan het elektriciteitsnet.
Waarom waterstof belangrijk is
De oplossing zal waarschijnlijk een mix van al deze energiesoorten zijn. Maar waterstof zal naar verwachting een grote rol spelen in die mix.
Waterstof is het lichtste element dat de mens kent. Het is ook het eenvoudigste. Ondanks zijn kleine formaat heeft hij een hoge energieopbrengst. Het is een schot in de roos.
Het is overal om ons heen. Denk aan water. H2O. Twee waterstofatomen, één zuurstofatoom. De brandstofbron is overvloedig. De uitdaging is scheiding en opslag, niet beschikbaarheid.
De technologie om een auto op waterstof te laten rijden bestaat al. Het is niet theoretisch. Het is techniek.
Conversie van water naar brandstof
Kun je je auto ombouwen zodat hij op water kan rijden? De vraag klinkt als een mythe. Het klinkt als iets dat je in een low-budgetfilm zou zien.
Het idee is verleidelijk. Water is gratis. Water is overal. Als je er brandstof van kunt maken, ben je energie-onafhankelijk.
Op de volgende pagina worden de mechanismen uitgelegd. En de realiteit.
Het netto energieprobleem met doe-het-zelf-waterbrandstof
Het is heel goed mogelijk om een bouwpakket te kopen en een webgids te volgen om een waterstofbrandstofsysteem voor uw auto te bouwen. U kunt instructies vinden die afhankelijk zijn van standaard onderdelen uit de bouwmarkt. De wetenschap achter het splitsen van water is echt. De vraag of dit daadwerkelijk uw kilometerstand verbetert, is waar het rommelig wordt.
De meeste van deze conversies zijn terug te voeren op Dr. Yul Brown. Hij pleitte voor het gebruik van elektrolyse om water in waterstof en zuurstof te splitsen. Dit mengsel wordt vaak HHO of Browngas genoemd. Het idee is eenvoudig genoeg. Dit gas verbrand je als aanvulling op je reguliere benzine. Er wordt heel weinig water gebruikt. De belofte is dat u geld bespaart op gas.
Kan leidingwater uw motor van stroom voorzien? Technisch gezien wel. Praktisch? Het is waarschijnlijk de moeite niet waard.
Het kernprobleem is de netto-energieratio. De meeste HHO-conversiekits aan boord hebben een negatieve verhouding. Je stopt er meer energie in dan je eruit haalt. Overweeg de wiskunde. Als het equivalent van één liter benzine nodig is om water in HHO te splitsen, krijg je misschien slechts de energie terug van een halve liter benzine. Je hebt zojuist een hele liter benzine verbrand om een halve liter werk te krijgen. Je zou beter af zijn geweest als je die ene liter had gebruikt om rechtstreeks met de auto te rijden. Alleen al tijdens het conversieproces verliest u de helft van uw potentiële energie.
Er zijn ook andere problemen. Autoonderzoekers bestuderen nog steeds hoe waterstof motormaterialen beïnvloedt. Waterstof kan waterstofverbrossing veroorzaken. Dit leidt tot broosheid en breuk in metalen motoronderdelen. Het verzwakt de structurele integriteit van componenten in de loop van de tijd.
Purdue’s aluminium-galliumoplossing
Scepsis over online kits en de broosheid van materialen hebben ingenieurs niet tegengehouden. Ze proberen nog steeds de negatieve netto energieverhouding van waterstof aan boord op te lossen. Sommige fabrikanten hebben al elektrische auto’s gebouwd die gebruikmaken van waterstof die in een tank is opgeslagen. Deze auto’s tanken bij benzinestations.
De Heilige Graal is een proces dat waterstof van water scheidt zonder meer energie te verbruiken dan het produceert. Onderzoekers van Purdue University werken aan dit exacte probleem. Ze ontwikkelden een methode die weinig tot geen externe energie-input vereist.
De truc bestaat uit een samengestelde metaallegering gemaakt van aluminium en gallium. Wanneer je water aan deze legering toevoegt, worden de moleculen gescheiden. Het composiet trekt zuurstof aan, maar stoot waterstof af. De zuurstof bindt zich aan het metaal. De waterstof wordt vrij gelaten en gescheiden. Hierdoor ontstaat een duurzame lus.
Deze technologie is nog in ontwikkeling. Je zult het niet snel onder je motorkap zien. Als je niet kunt wachten tot de wetenschap de theorie heeft ingehaald, kun je nog steeds een van die conversiekits bestellen.
“Door water toe te voegen aan een samengestelde metaallegering gemaakt van aluminium en gallium, wordt water gescheiden in de samenstellende moleculen. Het composiet trekt zuurstof aan, maar geen waterstof, waardoor het eerstgenoemde element vrij en gescheiden blijft.”
De toekomst van waterstofmotoren
Het doel blijft helder. We hebben een manier nodig om energie uit water te halen die ons niet meer energie kost dan we winnen. De aluminium-galliummethode van Purdue is een stap in de goede richting. Het vermijdt de hoge energiekosten van traditionele elektrolyse.
Waterstofbrandstofcellen zijn voor sommige autobedrijven al realiteit. Deze voertuigen slaan waterstof op in gecomprimeerde tanks. Ze stoten alleen waterdamp uit. De infrastructuur voor het tanken is nog steeds beperkt. Maar de technologie is levensvatbaar.
DIY-conversiekits bieden een kortere weg. Ze negeren het netto energietekort. Ze negeren het risico op motorschade. Ze beloven besparingen die niet bestaan. De wetenschap is er. De praktische toepassing niet.
Totdat de energiebalans omslaat, blijft de droom om een auto op leidingwater te laten rijden precies dat. Een droom. Het onderzoek gaat door. De sets blijven beschikbaar. De keuze is aan jou.
