Waterstof geldt als een veelbelovende energiebron, zeker wanneer het duurzaam wordt geproduceerd. Een nadeel: de waterstofproductie kost tamelijk veel energie die nu vaak nog afkomstig is van fossiele elektriciteitscentrales. Belgische onderzoekers van de Katholieke Universiteit Leuven hebben nu een zonnepaneel ontwikkeld, dat waterdamp uit de lucht door middel van opgewekte zonne-energie direct omzet in groene waterstof. De universiteit zegt 0,25 m3 waterstof per paneel per dag te kunnen produceren, wat neerkomt op een rendement van 15 procent.

Het door de onderzoekers ontwikkelde paneel produceert gemiddeld 250 liter waterstof per dag. Met twintig panelen kan een gezin een jaar zonder elektriciteit of gas van het net leven. Elektroden in het paneel op basis van nikkel en ijzer splitsen water in waterstof- en zuurstofgas. Een membraan zorgt ervoor dat beide gassen gescheiden blijven. Momenteel wordt een praktijktest opgestart in de Belgische plaats Oud-Heverlee. Daar komen de panelen te liggen op een verduurzaamde boerderij. Of de panelen geschikt zijn voor massaproductie zal over een klein jaartje duidelijk worden. In het demonstratieproject wordt de waterstof waarschijnlijk opgeslagen onder de grond. In de bodem is de temperatuur constanter waardoor minder drukschommelingen optreden.

Johan Martens van de KU Leuven werkte tien jaar aan de ontwikkeling van het waterstofzonnepaneel.  Groene waterstof wordt doorgaans gemaakt uit groene elektriciteit en vloeibaar water, met behulp van elektrolyse. Wat overblijft is groene waterstof en zuurstof. Dit paneel gebruikt luchtvochtigheid en zet die om naar waterstof door middel van opgewekte energie van het pv-paneel zelf.

Gecomprimeerde opslag

Het opgevangen waterstof wordt opgevangen en gecomprimeerd opgeslagen. Bij hoge luchtvochtigheid kan waterstof worden gemaakt uit zonne-energie en gebruikt voor het verwarmen van het huis. Het grote voordeel van dit paneel is dat het niet gekoppeld is aan het elektriciteitsnet en dus geen gebruik maakt van een enorme elektrolyser. Daarnaast hoeft de waterdamp niet, zoals bij vloeibaar water wel het geval is, gezuiverd te worden voor het gebruikt kan worden. Het geheel is volgens Martens een eenvoudig systeem dat vooral dient als opslag van energie en zo complementair bijdraagt aan de energietransitie. De onderzoekers slaagden erin per paneel 0,25 m³ waterstof jaarrond per dag te produceren, een rendement van 15 procent. Hoewel het zonnepaneel bruikbaar is voor de productie van zonne-energie en waterstof, kan dat niet allebei tegelijkertijd.

Cluster van huizen

Mocht de praktijkproef leiden tot een commercieel product dan verwacht Martens dat het rendabeler zal blijken de waterstofpanelen toe te passen in een cluster van woningen in plaats van toepassing bij individuele woningen. Twintig zonnepanelen moeten voldoen om een gemiddeld gezin een jaar lang van elektriciteit óf warmte te voorzien. Een opslagtank waarin onder hoge druk 4 kubieke meter gecomprimeerd waterstofgas opgeslagen kan worden, moet volgens Martens volstaan. Bij een geslaagde proef wil Martens ook kijken of de pure zuurstof die overblijft bij de productie van het waterstof gebruikt kan worden in de zorg.