Gemaakt door Michael de Boer, Thomas Brink en Michel Krist Klas: 4A
Datum: 21-01-20
Inhoudsopgave Pag. 3 Voorwoord Pag 4 De ontdekking van waterstof Pag 5 Eigenschappen van waterstof Pag 6 + 7 Waarom is waterstof nog steeds niet ​ DE​ brandstof. Pag 8 Waar wordt waterstof voor gebruikt ? Pag 9 + 10 Waterstof auto Pag 11 + 12 De CV ketel. Pag 13 + 14 +15 Interview Pag 16 Conclusie Pag 16 Bronnen
2
Voorwoord Waarom hebben wij dit onderwerp gekozen. Bij het begin zouden wij het over auto’s doen, maar toen gingen we naar Meneer Visser. Wij vroegen toen om een paar suggesties, en toen kwamen wij op het onderwerp: waterstofmachines, en dat leek ons ook wel een mooi onderwerp waar wel veel over te vertellen is en wat ook dus wel een interessant onderwerp is. Toen we aan de slag gingen kwamen niet zo veel te weten over de waterstofmachines maar wel over waterstof zelf, dus daarom doen wij het over waterstof. En een paar uitbreidingen naar wat machines.
3
De ontdekking van waterstof In 1671 kwam de Britse chemicus Robert Boyle erachter dat er een brandbaar gas vrijkwam bij een reactie tussen ijzer en verdund zuur. Veel later pas, ontdekte de Britse wetenschapper Henry Cavendish in 1766 dat het een chemisch element. Hij heeft het ontdekt toen hij een onderzoek deed naar de eigenschappen van zuren. Bijna alle zuren reageerden met ijzer of zink. Ze vormden daarbij een identiek gas dat veel lichter was dan lucht. Cavendish nam ook waar dat het gas bij verbranding water vormde. Hij kwam op het idee om waterdamp te ontleden met behulp van gloeiend ijzer. Bij deze ontledingsreactie ontstond het zogenaamde Hydrogene (Hudoor=water, gennaoo=voortbrengen), ofwel watervormende stof. De naam werd gegeven omdat het een gas kon. Daarna zijn vele mensen bezig geweest met het verder uitbreiden van waterstof en zijn er veel ontdekkingen geweest.
4
Eigenschappen van waterstof eigenschappen van waterstof waterstof is kleurloos , geurloos en zeer licht ontvlambaar wanneer je waterstofgas en zuurstofgas samen voegt ontstaat water maar komt er ook veel energy vrij dit mengsel is zeer explosief. De molecuul waterstof bestaat uit twee atomen. De molecuulformule voor waterstof is dus H2
Voor en Nadelen! voordelen 1. waterstof heeft een groot voordeel dat het bij de energy overdracht in de brandstof cel of in de verbrandings geen schadelijke stoffen uitstoot. De uitstoot bestaat namelijk uit zuiver water
2. waterstof is uitputelijk het moet wel geproduceerd worden maar de grondstof water is onuitputelijk
3. waterstof kun je tanken en bespaart dus tijd en geld T.O.V. het laden bij het gebruik van accu’s
4. waterstof is goed bruikbaar als energy opslag het waterstof behoud de energy die erin is gestopt.
nadelen 1. het is nogal brandbaar 2. het wordt slechts vloeibaar bij een hele lage temperatuur 3. het drinkt nogal makkelijk door allemaal materialen heen
5
4. verder is het proces om het waterstof op te wekken erg duur.
Waarom is waterstof nog steeds niet de brandstof? De directe omzetting van waterstof in elektrische energie zorgt voor een hoog rendement en het enige afvalproduct is water. Auto’s kunnen worden aangedreven door zowel een waterstof brandstofcel elektromotor, maar eventueel ook door een verbrandingsmotor die loopt op waterstof. Hierbij is eveneens water het enige dat uit de uitlaat komt. Door meer dan 30 landen, waaronder Nederland, wordt zelfs gewerkt aan een project dat tot doel heeft het eerste vliegtuig op waterstof te bouwen. Waterstof is namelijk op zich ook geschikt voor het aandrijven van moderne straalmotor. Een reusachtige CO2 uitstootreductie, stillere motoren en een onuitputtelijke bron van brandstof dus. Maar er zijn wel degelijk nadelen die snelle verdere ontwikkeling in de weg staan. In de omschrijving van waterstof staat al dat de stof nauwelijks in de natuur voorkomt, maar bijna altijd in geboden vorm. Waterstof moet dus ‘gemaakt’ worden. Elektrolyse is een manier om dit te doen. Hiervoor is echter wel elektriciteit nodig. Zo veel zelfs dat een weinig kosten- en milieuefficiënte manier is. Uit steenkool, aardgas of andere koolwaterstoffen kan waterstof worden gehaald, dit wordt ‘reforming’ genoemd. Hierbij komt echter CO2 vrij, en tevens zijn we in dat geval terug bij af, want op die manier wordt nog steeds de voorraad fossiele brandstoffen aangesproken. De enige milieuvriendelijke manier van waterstofproductie is die doormiddel van algen in een bioreactor. Als algen onder bepaalde condities worden gekweekt produceren ze in plaats van zuurstof, waterstof. Op grote schaal waterstof produceren in een bioreactor is op dit moment nog niet haalbaar omdat de bioreactor nog niet voldoende is ontwikkeld. Bovendien is de productie van waterstof, op welke manier dan ook behoorlijk duur.
Waterstof kent een erg lage dichtheid, zoals eerder vermeld bij de omschrijving van waterstof: de energiehoeveelheid per kilogram is groot, maar per volume klein. De lage dichtheid maakt de opslag van grote hoeveelheden waterstof moeilijk. Dat kan alleen gebeuren onder enorme druk. Vloeibaar waterstof opslaan kan alleen bij extreem lage temperaturen. Ook de opslag van waterstof bij een tankstation of opslagplaats is daarmee betrekkelijk duur en het opslaan van waterstof in een tank in bijvoorbeeld de auto is daarmee eveneens duur en ingewikkeld. 6
Tot slot een van de grootste belemmeringen op weg naar succes voor waterstof: de infrastructuur, of beter gezegd, het gebrek daaraan. Dit probleem is samenhangend met het probleem van de lokale opslag zoals hier boven beschreven. Er zal een stevig netwerk van waterstof leverantie punten moeten zijn om waterstof als brandstof voor transportmiddelen interessant te maken. Verder ligt de productie van waterstof ver beneden niveau om bijvoorbeeld op grote schaal elektriciteit mee op te kunnen wekken.
7
Waar wordt waterstof voor gebruikt Nu is waterstof een brandstof die weinig wordt gebruikt dit komt doordat de techniek die nodig is voor het maken van de energie uit waterstof erg duur is in de ruimtevaart wordt er wel gebruik van gemaakt hier is het geld ook beschikbaar er worden inmiddels al wel tests gedaan met personenauto’s op waterstofgas maar dat zijn nog hele dure auto’s om in de toekomst het gebruik van deze energiebron toe te doen nemen zal er dus vooral iets aan de kusten moeten worden gedaan de techniek is er immers al. Hoe wordt waterstof opgewekt ‘ Waterstof kan op verschillende manieren worden opgewekt een voorbeeld daarvan is elektrolyse hierbij worden de deeltjes ontleed en ontstaat er een chemische reactie waar energie bij vrij komt. Een tweede manier op waterstof op te wekken is doormiddel van aardgas of door steenkool hierbij ligt het rendement (hoeveel energie je eruit krijgt) rond de 80 procent alleen komen er dan broeikasgassen vrij maar omdat het op één specifiek punt kan worden uitgevoerd is het mogelijk om het op een nette manier af te werken bijvoorbeeld door het terug te pompen in een olie of gasveld alhoewel deze methode nog niet vaak wordt toegepast een De toekomst van waterstof Als er in de toekomst echt gebruik van gemaakt gaat worden van waterstof dan zij er veel dingen mogelijk een hele belangrijke is dat auto’s op waterstof gaan rijden waardoor er veel minder vervuilde stoffen komen als de auto’s er in de toekomst komen maken ze water damp in plaats van de vervuilde stoffen van nu een ander voorbeeld is de cv ketel daar is al veel onderzoek naar gedaan en er is ook een echt model van gebouwd die werkt dan komt er waterstof in plaats van co2 uit je schoorsteen.
8
Waterstof Auto Toyota heeft juist het doek getrokken van de eerste Fuel Cell auto die het in productie neemt. De auto – voorlopig nog Fuel Cell Sedan gedoopt – komt in april 2015 op de markt in Japan. Europa en de VS volgen in de zomer van 2015, maar alleen in die gebieden waar de waterstofinfrastructuur enigszins ontwikkeld is. De komst van de Fuel Cell auto past naadloos in Toyota’s langetermijnvisie: Towards Zero Emission. De onthulling in Tokio laat alleen het exterieur van de Fuel Cell Sedan zien. Het interieur wordt op een later moment onthuld. Dat geldt ook voor de specificaties van de Fuel Cell auto. Waterstof is veelbelovende brandstof Toyota ’s streven om duurzame auto´s te bouwen, is gebaseerd op drie principes: het omarmen van verschillende energiebronnen, het ontwikkelen van extreem efficiënte auto’s met een lage uitstoot én ervoor zorgen dat deze duurzame auto’s gekocht worden omdat ze fijn zijn om te rijden. Waterstof kan uitstekend duurzaam worden geproduceerd met behulp van bijvoorbeeld zonne- en windenergie. Het is dan ook bij uitstek een veelbelovende alternatieve brandstof. Meer dan 20 jaar getest De Fuel Cell Sedan is het resultaat van ruim 20 jaar onderzoek, ontwikkeling en testen. Toyota startte aan het begin van de jaren negentig met de ontwikkeling van de eerste Fuel Cell auto’s. In 2002 was de techniek al zo betrouwbaar, dat Toyota in Japan en de VS de eerste auto’s liet testen door bedrijven en overheden.
9
Range van een benzineauto Sindsdien is dat testen niet meer gestopt en werd de techniek voortdurend verder verfijnd. De Fuel Cell auto die Toyota volgend jaar in productie neemt, heeft dan ook een range die gelijk staat aan die van een auto op benzine en het tanken neemt net zoveel tijd in beslag. Het principe van de Fuel Cell auto In de Fuel Cell auto bevindt zich een brandstofcelstack die elektriciteit opwekt door middel van een chemische reactie tussen waterstof en zuurstof. De elektriciteit zorgt voor de aandrijving van de wielen. De waterstof wordt opgeslagen in extreem sterke lichtgewicht waterstoftanks en de uitstoot bestaat uit alleen maar waterdamp.
“Brandstofcel technologie zal in Europa aan populariteit winnen” Karl Schlicht, Executive Vice President van Toyota Motor Europe: “We kijken bijzonder uit naar de komst van de brandstofcel technologie. Natuurlijk zijn er uitdagingen, zoals de beschikbaarheid van een goede infrastructuur om waterstof te kunnen tanken én de 10
bekendheid van de Europese automobilist met waterstof. Maar Toyota kan bogen op een enorme ervaring met het introduceren van nieuwe technieken: wij hebben de hybride techniek groot gemaakt. In Europa zullen we de Fuel Cell Sedan stap voor stap introduceren in geselecteerde markten. We zijn ervan overtuigd dat, naarmate de tijd verstrijkt, waterstof in Europa aan populariteit zal winnen.� Wat gaat de auto kosten ??? De auto zal in Europa op de markt rond de 60000 tot 110000 euro
Cv Ketel Stelt u eens voor, een CV ketel die water gebruikt als brandstof niet mogelijk zult u misschien denken maar niets is minder waar een groep studenten is erin geslaagd. Een CV systeem te ontwikkelen die leidingwater brandbaar gas(HHO) en stroom genereert om de CV ketel te verwarmen. De voordelen van het systeem tegenover de huidige CV ketels is enorm!
1. Geen maandelijkse gasrekening meer 2. Geen schadelijke gassen meer uit de schoorsteen (CO en CO2 vrij) 3. Geen gevaarlijke leidingen meer door het huis 4. Geen gevaar meer door koolstofmonoxide vergiftiging 5. Nooit meer uit besparing de CV laag, dus altijd een warm huis
Vooral de maandelijkse gas rekening is heel fijn wat dat is voor mensen vaak de doorn in het oog en door de extra kosten boven op de gasrekening is de gasrekening voor sommige mensen onbetaalbaar. Dat gaat binnenkort veranderen want Het systeem gebruikt alleen leiding water als brandstof. Het CV systeem maakt gebruik van een speciaal soort brander dat watergas en stoom genereert om de ketel te verwarmen in plaats van het gebruikelijke aardgas. Door middel van elektrolyse, Thermolyse, en resonantie technologie wordt het 11
leiding water gesplitst in HHO (watergas). De gasvlam is regelbaar tot 8000C en kan hierdoor de grootste huizen verwarmen.
Ook stoot het nieuwe CV ketel systeem geen rookgassen uit dus geen CO2 en CO meer dat is heel goed wat CO is giftig en CO2 is een broeikasgas dat we met zijn allen proberen te verminderen deze CV ketel stoot allen wat waterdamp uit. Je hoeft zelfs niet een meer een schoorsteen te hebben dus je kunt de CV ketel overal plaatsen waar je maar wilt. Je hoort het elk jaar wel een paar keer, een ontplofte woning door een lekkende gasleiding, met het nieuwe HHO CV systeem is er geen aardgas meer nodig. U kunt het gas laten afsluiten, tenzij er op gas gekookt wordt, en als U gebruikt maakt van zonnepanelen dat heeft U letterlijk geen energie rekeningen meer en dat bespaart duizenden euro’s op jaar basis
De meeste mensen zullen het wel herkennen. Uit besparing de CV iets lager en een extra trui aan met het HHO CV systeem is dat niet meer nodig het systeem verbruikt namelijk nog geen 25% aan energiekosten in vergelijking met een 21KW gasgestookte ketel. Een besparing van 75% op de energiekosten en als u gebruikt maakt van zonnepanelen kan het oplopen tot 100 %. Het Nieuwe systeem verbruikt op volle toeren slechts 100ML water en 1.4KW stroom per uur.
12
Interview Interview met de mensen wat HHO heating systems we hebben hun 10 vragen gesteld en dit waren de antwoorden
1 Hoe kwamen jullie op het idee van de waterstof CV ketel ? Nadat we het eerste werkende systeem in een auto hadden en we uit een relatief simpele cel uit water gas produceerden ontstond meteen het idee om met dit gas de werkplaats te verwarmen. Na veel experimenteren en veel explosies later hebben we het idee om dit met behulp van een HHO cel te doen laten varen, we gebruikten te veel stroom en de gasproductie was te laag. De techniek moest anders, we moesten gebruik gaan maken van thermolyse en resonantie. Na maanden ontwikkelen en experimenteren was het in November 2012 zover, een unieke regelbare brander die uitsluitend gebruik maakt van leidingwater en die een CV ketel in een mum van tijd op temperatuur brengt. Na het systeem gedurende de maanden December en Januari probleemloos gebruikt te hebben is in Februari van dit jaar de patentaanvraag ingediend en gaan we de komende maanden op zoek naar voldoende kapitaal om het systeem door te ontwikkelen en klaar te maken voor productie. 2 Wat willen jullie verder bereiken ? 13
Wij willen het ten eerste zien te verkopen en we willen het rendement nog hoger leggen en de kosten nog minder maken. 3 Gaan jullie ook nog verder met de waterstof techniek in auto�s Als dit project helemaal is afgerond dan ja dan gaan we nog dieper in de auto techniek en ervoor zorgen dat we er een op waterstof kunnen laten rijden.
4 Is alles waar wat er beweerd worden op de website Ja alles wat er op de website is waar en we kunnen dat aantonen met een mooi voorbeeld. ( wij hebben gezien hoe het in zijn werking ging en het werkt echt )
5 is de CV ketel niet gevaarlijk door de hoge druk waarin waterstof opgeslagen moet worden. Nee hij is niet echt heel gevaarlijk natuurlijk als jij constant kei hard tegen de ketel aan gaat lopen slaan dan ja dan is explosie gevaar groot maar als er voor de rest niks mee gebeurd dan gebeurd er niks door de dikke wand van de CV ketel. 6 hebben jullie thuis zelf zo’n waterstof CV ketel Helaas nog niet we zitten nog steeds op gas onze werkplaats wordt wel verhit door waterstof ketel maar onze huizen nog niet.
7 denken jullie dat dit idee veel geld gaat opleveren Als de mensen en de economie er klaar voor is wel want wie wil er nou niet besparen op zijn gas rekening die zo verschrikkelijk duur is.
14
8 op de site staat dat er geen ontploffings gevaar meer is met jullie ketel Maar er komt toch juist veel druk op te staan door de waterstof is dan het ontploffings gevaar niet juist groter ? Je hebt wel een punt waterstof moet goed worden opgeslagen maar wij hebben een ketel ontwikkeld die de druk makkelijk aan kan dus het ontploffings wordt dan kleiner en door de leidingen stroomt alleen water geen waterstof zelf.
9 levert de CV ketel net zoveel energie als een normale ketel In principe wel het verwarmt beide even goed misschien zal de aardgas ketel iets sneller op warmen maar dat is een kwestie van 1 of 2 minuutjes de energie die vrijkomt is eigenlijk praktisch gelijk.
10 laatste vraag denken jullie dat waterstof de nieuwe toekomst wordt? Als het om ons gaat wel waterstof is niet vervuilend en geeft veel energie ook al zijn er nu nog wat min punten gaande weg zullen die zich oplossen en waterstof echt de nieuwe toekomst.
15
Conclusie Waterstof is zeer geschikt als brandstof alleen de maatschappij houdt het een beetje tegen er zijn veel mogelijk heden met brandstof zoals auto s, CV ketels en over een aantal jaar nog veel meer naar we willen nog niet overstappen wat dat zou ten koste gaan van de economie geen brandstof meer geen gasrekeningen meer dus daarom wordt waterstof nog niet veel gebruikt ook het opslaan van waterstof gaat moeilijk dus dat is ook nog een puntje al met al is waterstof een stof die heel handig is alleen is men er nog niet klaar voor.
16
Bronnen http://www.hho-heating-systems.nl/index.php/ct-menu-item-7 http://blog.toyota.nl/in-het-nieuws/toyota-onthult-productierijpe-fuel-cell-au to-op-waterstof/#.VPBibC5qvPs http://www.autowereld.com/nieuws/autonieuws/id/21334/toyota-fuel-cell-s edan-vanaf-zomer-2015-te-koop http://nl.wikipedia.org/wiki/Waterstof_%28element%29 http://www.scholieren.com/werkstuk/32237 http://www.plusbusiness.nl/images/tech_waterstof_molecuul.jpg www.google.nl/afbeeldingen weet niet precies de sites van alle afbeeldingen.
17