waterstof

Waterstof is het chemische element met symbool H en atoomnummer 1. Het is het lichtste element en het meest voorkomende in het heelal, waar het hoofdzakelijk voorkomt als waterstofgas in sterren en gasreuzen. Op aarde komt vrij waterstof nauwelijks voor; het zit vooral in water en in organische verbindingen. In industriële processen ontstaat waterstof vaak als bijproduct of wordt het gesplitst uit water.

Waterstof is diatomisch (H2), kleurloos, reukloos en zeer brandbaar. Het gas heeft een extreem lage dichtheid en kan in brede mengsels met lucht ontsteken, wat lekken risico’s met zich meebrengt. Verbranding van waterstof levert uitsluitend waterdamp op. Vanwege de hoge diffusiesnelheid kan het snel door materialen lekken; opslag en transport vereisen therefore speciale materialen en ontwerp.

Productie en bronnen: waterstof wordt in de industrie hoofdzakelijk gewonnen via stoomreforming van aardgas (grijze waterstof) of via elektrolyse van water. Bij elektrolyse kan koolstofafvang of -optimisatie plaatsvinden (blauwe waterstof), of wordt groene waterstof geproduceerd met elektriciteit uit hernieuwbare bronnen, wat koolstofvrij is.

Toepassingen: waterstof wordt gebruikt in brandstofcellen en als schone energiedrager, in de chemische industrie als grondstof voor onder meer ammoniak en methanol, en in staalproductie en raffinage. Voor vervoer zijn waterstofvoertuigen met brandstofcellen of verbrandingsmotoren ontwikkeld. Opslag en transport gebeuren als gas onder hoge druk, als cryogene vloeistof (LH2) of via waterstofdragers zoals ammoniak of vloeibare organische waterstofdragers.

Veiligheid en milieu: waterstof is brandbaar over een breed concentratiebereik in lucht. Lekkages kunnen tot explosies leiden; sommige metalen kunnen onder invloed van waterstof bros worden. Milieu-impact hangt af van de productiebron: bij schone elektriciteit is waterstof onder gebruik vrijwel emissievrij, terwijl emissies ontstaan bij fossiele bronnen.