Toyota Motor Europe is een samenwerking aangegaan met het Nederlands onderzoeksinstituut voor duurzame energie (DIFFER) om in de toekomst direct waterstof te kunnen produceren uit vochtige lucht. De onderzoekspartners willen een systeem ontwikkelen dat waterdamp absorbeert en zonne-energie gebruikt om die damp vervolgens op te splitsen in waterstof en zuurstof. Toyota is samen met Hyundai op dit moment een van de twee autofabrikanten die een waterstofauto in het modellengamma hebben in Nederland.

Bij de zoektocht naar nieuwe brandstofoplossingen stuitte Toyota op de onderzoeksgroep die onder leiding van Mihalis Tsampas werkt aan een methode om water te splitsen in de dampfase, die veel vaker voorkomt dan de vloeibare fase. “Werken met gas in plaats van vloeistof heeft verschillende voordelen”, legt Tsampas uit. “Met vloeistoffen zijn een paar technische problemen gemoeid, zoals ongewenste belvorming. Bovendien hebben we in de gasfase geen dure installaties nodig om het water te zuiveren. En ten slotte, omdat we alleen het water gebruiken dat in de omringende lucht aanwezig is, is onze technologie ook bruikbaar op afgelegen plaatsen waar geen water beschikbaar is.”

Fossielvrij

“Met ons pionierswerk aan de eerste in massa geproduceerde sedan op waterstof, de Toyota Mirai, draagt Toyota actief bij aan manieren om waterstof te produceren zonder fossiele brandstoffen”, zegt Isotta Cerri van Toyota Motor Europe. “Dat past binnen de Toyota Environmental Challenge 2050, waarin we mikken op nul CO2-uitstoot tijdens alle levensfases van onze voertuigen.”

Waterstof uit duurzame bron helpt volgens Cerri aanzienlijk om de uitstoot van broeikasgassen terug te dringen. “Met dit soort fundamenteel onderzoek werken we richting een maatschappij waar betaalbare, gemakkelijk te gebruiken waterstoftechnologie beschikbaar is voor onze eigen activiteiten en voor onze klanten.”

In het nieuwe project gaan Toyota en DIFFER het bestaande systeem aanzienlijk verbeteren. “In ons eerste prototype gebruikten we model foto-elektroden, waarvan bekend is dat ze erg stabiel zijn. Maar het materiaal dat we daarvoor hebben gebruikt, absorbeert alleen UV-licht, dat minder dan vijf procent uitmaakt van al het zonlicht dat de aarde bereikt”, legt Tsampas uit. In een volgende stap gaan de onderzoekers dan ook innovatieve materialen toepassen en de systeemarchitectuur optimaliseren om zowel de waterinname als de hoeveelheid geabsorbeerd zonlicht te vergroten.

Opschalen

Vervolgens verschuift de focus naar het opschalen van de technologie. De huidige foto-elektrochemische cellen voor waterstofproductie zijn erg klein, in de orde van een vierkante centimeter. Om economisch levensvatbaar te kunnen zijn, moet hun omvang ten minste twee tot drie ordes van grootte worden opgeschaald. “Uiteindelijk stel ik me voor dat je dit soort systemen terug gaat zien in huizen, waar ze de waterstof produceren die nodig is om een waterstofauto zoals de Toyota Mirai voor dagelijks woon-werkverkeer van brandstof te voorzien”, verwacht Tsampas.

Lees ook:

• Klimaatakkoord: werk aan de winkel voor tankstations
• Nationaal Tankstation Congres: op zoek naar de beste brandstofmix