waterstofverbrandingsmotor

Waterstofverbranding is de chemische reactie van waterstof (H2) met een oxidator, meestal zuurstof (O2), die water (H2O) en energie oplevert. De algemene reactievergelijking is 2 H2 + O2 → 2 H2O. De verbranding kent een hoge snelheid en een hoge adiabatische verbrandingstemperatuur, waardoor veel warmte vrijkomt. Bij complete verbranding ontstaat voornamelijk waterdamp; koolstofdioxide en fijnstof komen niet voor als er geen koolstofbronnen aanwezig zijn. Door de hoge temperatuur kan echter NOx ontstaan bij hogere verbrandingsdruk en ongunstige mengvoorwaarden.

Waterstof heeft een brede ontstekingsband in lucht (ongeveer 4–75% vol) en een zeer lage ontstekingsenergie, waardoor vonk of statische ontlading vaak voldoende is om een ontsteking te veroorzaken. De energiedichtheid per massa is hoog (ongeveer 120–142 MJ/kg bij de lagere verwarmingswaarde), maar per volume is de volumetrische energiedichtheid aanzienlijk lager dan die van vloeibare of fossiele brandstoffen, vooral bij gasvormig waterstof. Opslag en transport vereist hoge druk of cryogene opslag; beide brengen veiligheidsuitdagingen met zich mee, zoals lekkages en koude temperaturen.

Waterstofverbranding vindt toepassing in industriële processen en warmteopwekking; er vindt ook ontwikkeling plaats richting schone systemen zoals waterstofverbrandingsmotoren en -turbines, en vooral in brandstofcellen waar elektriciteit wordt geproduceerd met water als bijproduct. De milieu-impact hangt af van hoe de waterstof is geproduceerd: wanneer geproduceerd uit hernieuwbare energie kan verbranding vrijwel emissievrij zijn; anders kan er CO2 bij de productieketen ontstaan.