Explosieve krachtbron voor drone

Veilige omgang met waterstof prio 1 bij gebruik als brandstof

Marine en water. Een twee-eenheid. Water om op te varen. Maar om het in de vorm van waterstof te gebruiken, als voortstuwing voor een vliegende drone, is tamelijk innovatief. Maar niet iets wat je zomaar even doet, want waterstof is een op z’n zachtst gezegd nogal brandbaar. Waterstofveiligheid is dus het eerste dat geregeld moet worden.

Waterstof; de meesten hebben er wel eens van gehoord, maar wat is het nou precies? Woordenboek Van Dale omschrijft het als ‘een kleur- en reukloos, brandbaar, zeer licht gas’. Dat laatste benadrukt waterstofexpert John Bruijnen van waterstofbedrijf INERC. “Het is een explosief goedje, dus je moet vooral heel goed op de veiligheid letten. De afgelopen jaren ben ik bezig geweest met waterstofexpertise en daarbij vooral veel onderzoek naar de materie gedaan. Zonder waterstofveiligheid zal de technische toepassing uiteindelijk falen.”

Bruijnen is na zijn eerdere ervaring bij Shell ingehuurd door de marine voor het onderzoek naar, en de ontwikkeling van, een waterstofbrandstofcel, als voortstuwingbron voor een op afstand bestuurd vliegtuigje. Simpel gezegd: een drone die vliegt op waterstof. “Dat is puur toeval”, zegt hij. “Het had net zo goed een voer- of vaartuig kunnen zijn.”

4 uur in de lucht

De marine wil namelijk een drone voor kustwachtoperaties, bijvoorbeeld voor het zoeken naar slachtoffers op zee. De uitdaging is het opstijgen vanaf en landen op een bewegend platform, het schip. (Hierover later dit jaar meer.) Eerst zorgen voor een goede én veilige brandstof. Bij het zoeken naar een voortstuwingstechniek, bleek waterstof 1 van de mogelijkheden. Het is milieuvriendelijk en je kunt er veel langer op vliegen dan bijvoorbeeld op batterijen. Die zijn na een half uur al leeg. Op waterstof kun je tot wel 4 uur in de lucht blijven. Dat is een step change in de technologie.

Aanvliegen

Waterstof moet je eerst omzetten in elektrische energie om het te kunnen gebruiken als brandstof. Dat kan op diverse manieren, legt Bruijnen uit. “Bijvoorbeeld door gebruikmaking van brandstofcellen.”

Tijdens het lopende onderzoek krijgt het ontwikkelteam vanuit heel Defensie vragen over waterstofveiligheid. Bruijnen: “Hoe vlieg je dat zo veilig mogelijk aan? Zouden we daar geen veiligheidscursus omheen kunnen bouwen, om dit binnen de organisatie te borgen, vroegen we ons af.” Het antwoord was ‘ja’. Dus is eind vorig jaar een theoriedag gehouden voor zo’n 130 man uit alle geledingen van Defensie, maar ook vanuit veiligheidsdiensten als de brandweer. “Zij moeten eveneens bekend worden met dit nieuwe fenomeen”, geeft Bruijnen aan.

Waterstofpraktijkdag

Want over het algemeen is de kennis over waterstof in Nederland nog zeer gering. “Dus keken we daarna hoe we dit nog breder konden aanlopen; met een waterstofpraktijkdag dus”, vervolgt Bruijnen. De eerste daarvan was voor maart gepland, maar door corona kon deze niet doorgaan. Uit heel Nederland zouden 400 mensen komen, van onder andere de veiligheidsregio’s, TNO, het Nationaal Lucht- en Ruimtevaartlaboratorium, Shell, Alliander, CLAS, CLSK, CZSK en (1 van de kartrekkers) DMO. “Daarom hebben we het de afgelopen maanden kleiner aangepakt, steeds met groepjes van 12 man. Alleen onder zeer strenge voorwaarden en iedereen op ruime afstand van elkaar”, legt Bruijnen uit.

Herbruikbaar

Heeft waterstof de toekomst? Bruijnen ziet dat zeker als een mogelijkheid, in hybridevorm: “Dus in combinatie met ‘een’ fossiele brandstof, zoals diesel, of met elektrische batterijen. Het zorgt voor een schone manier van voortbewegen en de uitstoot van koolmonoxide, CO2 en stikstofoxide is dusdanig verwaarloosbaar, dat je het ‘emissievrij’ mag noemen.” Bovendien is het heel stil, want het drijft een elektrische motor aan die weinig tot geen geluid maakt. Tot slot, maar zeker niet onbelangrijk: componenten van een waterstofbrandstofcel zijn 100% herbruikbaar.