Als het aan onderzoekers van de KU Leuven ligt, liggen er straks twee soorten zonnepanelen op daken van huishoudens. Het ene type zet zonne-energie om in elektriciteit voor direct gebruik in huis, het andere produceert waterstof dat op een later moment weer gebruikt kan worden. Energieopslag dus, via waterstof-zonnepanelen.
De Vlaamse onderzoekers hebben een zonnepaneel ontworpen waarbij waterdamp, dat ontstaat door zonne-energie en lucht, direct wordt omgezet in waterstof. Hiermee zijn ze al meer dan tien jaar bezig.
Bij een klassiek zonnepaneel moet zonne-energie eerst omgezet worden in elektriciteit voordat er waterstof geproduceerd kan worden. Met die tussenstap gaat 40 procent van de energie verloren. Bij waterstof-zonnepanelen is het rendement vergelijkbaar met dat van klassieke zonnepanelen: zo’n 20 procent van de opgevangen zonne-energie wordt omgezet in waterstof.
Onlangs heeft de universiteit in Leuven hun onderzoeksproject omgezet naar een spin-offbedrijf genaamd Solhyd. In samenwerking met ingenieurs- en ontwerpbureau Comate zijn ze een productielijn aan het opbouwen om de waterstof-zonnepanelen op internationale schaal te verkopen.
Lees ook: SunRidge is een innovatieve zonneboiler die tot 50% energie kan besparen
Belangrijke rol in energietransitie
Waterstof kan een belangrijke rol spelen in de toekomstige energietransitie. De waterstofpanelen produceren zogenaamde ‘groene waterstof’ zonder uitstoot van broeikasgassen.
Waterstof is een chemisch element dat een energiedrager kan zijn. Net zoals je in een batterij elektriciteit opslaat, kan je dat ook met waterstof doen. Voordeel: het element is overal op aarde in overvloed aanwezig.
Mensen snakken naar volledige energie-autonomie
Het probleem is dat het altijd vastgeklonken zit aan andere stofjes. Zo bestaat water uit twee waterstofatomen en een zuurstofatoom (H2O). Wil je de waterstof isoleren, dan moet je het loswrikken. En dat kost veel energie.
Alternatieven met groene energie
Veel wetenschappers zoeken daarom naar alternatieven met groene energie. Bij opgewekte elektriciteit uit zon en wind ontstaan vaak overschotten. Omdat het overschot niet opgeslagen kan worden, is het gunstig om er waterstof mee te maken. Dat kan via elektrolyse. Daarbij wordt elektriciteit gebruikt om watermoleculen te splitsen.
In Leuven gaan ze nog een stapje verder: ze gebruiken helemaal geen elektriciteit meer. ‘Mensen snakken naar volledige energie-autonomie’, zegt onderzoeksleider Johan Martens van KU Leuven. ‘De waterstof kan je onmiddellijk gebruiken of opslaan in een tank voor later gebruik. We houden het simpel: het paneel haalt water uit de lucht en met de samenkomst van zonlicht ontstaat er waterstof.’
Lees ook: Dit is de Supersola, een zonnepaneel van 699 euro dat je gewoon in het stopcontact kunt steken
Tank in je tuin voor waterstof-zonnepanelen
Een waterstofpaneel kan gemiddeld 250 liter waterstofgas per dag produceren. Dat kan opgeslagen worden in een opslagtank van vier kubieke meter onder hoge druk in je achtertuin.
Dat betekent dat een gezin met twintig zonnepanelen op het dak een heel jaar zelfopgewekte energie kan gebruiken om het huis te verwarmen en van stroom te voorzien. Op zonnige zomerdagen kan je dan dus je waterstof maken voor de winter en de rest van het jaar.
Hoeveel het precies gaat kosten is nog niet duidelijk, maar wel een stuk meer dan klassieke zonnepanelen
Wel zijn de waterstof-zonnepanelen een stuk groter, dus nemen ze ook meer ruimte in beslag. Dat zou kunnen betekenen dat traditionele plaatsen voor zonnepanelen niet geschikt zijn voor de volledige installatie van waterstof-zonnepanelen.
Is het niet gevaarlijk om zo’n grote hoeveelheid waterstof op te slaan in een tank in je achtertuin? Jawel, zegt Martens. ‘Een massale hoeveelheid waterstof kan ontploffen als het in contact komt met lucht. Maar we hebben ontdekt dat als je het opslaat in een bepaald soort ijs, je dat kan voorkomen. Dit ijs gaan we ook aanbieden bij ons product.’
Van lokaal naar internationaal
Het is de bedoeling dat er vanaf 2027 zo’n 100.000 waterstofpanelen op daken liggen, vertelt Martens. Het spin-offbedrijf Solhyd zal lokaal beginnen met de productie, maar heeft ook plannen om uit te breiden naar Nederland en omliggende landen.
Waterstof-zonnepanelen mogen nu alleen nog geplaatst worden op industriële gebouwen in plaats van particuliere woningen. Martens: ‘De eerste klanten zullen industriële klanten zijn, want de regelgeving moet eerst veranderen voordat we bij particulieren terecht kunnen. Mocht dat lukken, dan breiden we ook uit naar de particuliere markt.’
Lees ook: De HeatCycle haalt uit energie uit afvoerwater, dat kan honderden euro’s per jaar besparen
Toekomst van waterstof-zonnepanelen
Aan de waterstofpanelen hangt wel een prijskaartje. Al hangt het af van vraag en aanbod, vertelt Martens. ‘In een zeer zonnige streek zal het goedkoper zijn dan in een minder zonnige streek. Hoeveel het precies gaat kosten is nog niet duidelijk, maar in ieder geval wel een stuk meer dan klassieke zonnepanelen.’
Want de markt voor klassieke zonnepanelen is er al meer dan twintig jaar. ‘Toen de eerste zonnepanelen er kwamen, waren ze ook een stuk duurder dan nu. We verwachten dus dat de prijs afneemt wanneer het meer een massaproduct wordt.’
Martens ziet een toekomst voor zich waarin we zowel gebruik maken van klassieke zonnepanelen als van waterstof-zonnepanelen. ‘De klassieke voor de elektriciteit en de waterstofpanelen voor waterstof. Ze kunnen elkaar niet vervangen, omdat ze simpelweg een ander doel hebben.’
Lees meer over de energietransitie:
- Deze 5 startups lopen voorop in de energietransitie (en drukken je energierekening)
- Emma Snaak (ex-Tesla) ontwikkelt een wateraccu: ‘De goedkoopste vorm van energieopslag’
- DeWarmte haalt energie uit je afvalwater: ‘Mensen smeekten of we langs konden komen’
