Methanol is een vloeibare brandstof die vaak wordt gebruikt in chemische processen en als energiebron. Het is een alcoholverbinding die kan worden geproduceerd uit fossiele brandstoffen of uit biomassa. Vanwege de hoge energiedichtheid en de mogelijkheid om eenvoudig te worden opgeslagen en getransporteerd, wordt methanol beschouwd als een efficiënte energiedrager. Bovendien kan methanol op een duurzame manier worden geproduceerd uit CO2 en waterstof, wat het een interessante optie maakt in de energietransitie.
Methanol wordt al decennialang gebruikt in verschillende industrieën, zoals de chemische sector, transport en zelfs als toevoeging in bepaalde brandstoffen. In vergelijking met conventionele fossiele brandstoffen heeft methanol een lagere uitstoot van schadelijke stoffen, waardoor het een potentieel schoner alternatief is. Daarnaast wordt methanol ook onderzocht als een mogelijke opslagvorm voor overtollige hernieuwbare energie, waarbij elektriciteit wordt omgezet in methanol en later weer gebruikt kan worden als energiebron.
Een methanolbrandstofcel zet methanol en zuurstof om in elektriciteit via een elektrochemisch proces. Dit proces vindt plaats zonder directe verbranding, waardoor er minder schadelijke emissies vrijkomen. De kerncomponenten van een methanolbrandstofcel zijn de anode, waar methanol en water worden geoxideerd tot koolstofdioxide, protonen en elektronen, en de kathode, waar zuurstof reageert met de protonen en elektronen om water te vormen. Tussen deze twee elektroden bevindt zich een elektrolytisch membraan dat de protonen van de anode naar de kathode geleidt, terwijl het de elektronen via een extern circuit stuurt om elektrische energie te leveren.
Het gebruik van methanol als brandstof in een brandstofcel is efficiënt, omdat methanol een vloeistof is en daardoor gemakkelijk kan worden opgeslagen en gedistribueerd. Dit is een belangrijk voordeel ten opzichte van waterstof, dat onder hoge druk moet worden opgeslagen en daardoor minder praktisch is voor transport en gebruik. Omdat methanol bij kamertemperatuur vloeibaar blijft, kan het eenvoudig in bestaande infrastructuren worden opgenomen en zelfs in conventionele brandstoftanks worden opgeslagen.
Methanolbrandstofcellen bieden verschillende voordelen ten opzichte van andere energiebronnen. Methanol bevat meer energie per volume-eenheid dan waterstofgas, waardoor het efficiënter kan worden opgeslagen en vervoerd. Omdat methanol vloeibaar is bij omgevingstemperatuur, is de opslag en het transport veel eenvoudiger en veiliger dan bij waterstof, dat onder hoge druk moet worden opgeslagen. Bovendien is methanol goedkoper en kan het worden geproduceerd uit hernieuwbare bronnen zoals biomassa, wat de CO2-uitstoot verder vermindert. In tegenstelling tot batterijen, die uren nodig hebben om op te laden, kan een voertuig met een methanolbrandstofcel binnen enkele minuten worden bijgetankt.
Een ander voordeel is dat methanolbrandstofcellen een lange levensduur hebben en minder gevoelig zijn voor temperatuurschommelingen dan lithium-ion batterijen. Dit maakt ze een betrouwbare optie voor energievoorziening en transport. Daarnaast zijn methanolbrandstofcellen relatief stil en kunnen ze gebruikt worden in omgevingen waar geluidsoverlast een probleem is, zoals in stedelijke gebieden of in de scheepvaart.
Ondanks de vele voordelen hebben methanolbrandstofcellen ook nadelen. Een van de grootste nadelen is dat methanol nog steeds een op koolstof gebaseerde brandstof is. Hoewel de uitstoot lager is dan bij fossiele brandstoffen, wordt er nog steeds CO2 geproduceerd. Daarnaast is methanol giftig en kan het schadelijk zijn voor mens en milieu bij lekkages of onjuiste opslag. Een ander nadeel is dat de energie-efficiëntie van methanolbrandstofcellen lager ligt dan die van waterstofbrandstofcellen, omdat er energie verloren gaat bij de omzetting van methanol naar elektriciteit. Verder zijn er nog weinig tankstations voor methanol. Tot slot zijn de kosten van brandstofcellen en de bijbehorende technologie nog relatief hoog, wat massale toepassing vertraagt.
Methanolbrandstofcellen worden in verschillende sectoren toegepast. In de auto-industrie worden ze steeds vaker gezien als een alternatief voor zowel batterij-elektrische voertuigen als waterstofvoertuigen. Elektrische voertuigen met methanolbrandstofcellen combineren de voordelen van een elektrische aandrijving met het gemak van snel brandstof tanken. Daarnaast worden methanolbrandstofcellen gebruikt in draagbare apparaten, waar ze een langere gebruiksduur bieden dan conventionele batterijen. Ook in industriële toepassingen spelen methanolbrandstofcellen een rol, vooral als energievoorziening in afgelegen gebieden en als noodstroomvoorziening. Ze bieden een betrouwbare en duurzame energiebron zonder de nadelen van conventionele dieselgeneratoren.
Daarnaast wordt er onderzoek gedaan naar de mogelijkheid om methanolbrandstofcellen te gebruiken in de luchtvaart en scheepvaart. Omdat deze sectoren grote hoeveelheden energie nodig hebben en traditionele batterijen te zwaar en inefficiënt zijn, zou methanol een haalbaar alternatief kunnen zijn. De eerste tests met schepen en vliegtuigen met methanolbrandstofcellen zijn al uitgevoerd en tonen veelbelovende resultaten.
Hoewel methanolbrandstofcellen veel potentie hebben in de transportsector, zijn er momenteel nog geen personenauto’s (in gewone serieproductie) met deze technologie. Er zijn echter enkele pilotprojecten en conceptauto’s waarin methanolbrandstofcellen worden getest. Zo heeft het Chinese merk Geely een methanol-elektrische auto ontwikkeld, waarbij een methanolbrandstofcel de batterij oplaadt. Daarnaast wordt methanol als alternatieve brandstof onderzocht in de scheepvaart en vrachtvervoer, waar de lange actieradius en snelle tankbeurten grote voordelen kunnen opleveren.
Toch bevinden methanolbrandstofcellen zich nog in een experimentele fase binnen de auto-industrie. Autofabrikanten richten zich momenteel vooral op batterij-elektrische voertuigen en waterstofauto’s, maar in de toekomst kan methanol een grotere rol gaan spelen als er meer infrastructuur en productiemogelijkheden beschikbaar komen.
Bij het kopen of willen toepassen van een methanolbrandstofcel zijn er verschillende factoren waarmee je rekening moet houden. Het vermogen van de brandstofcel bepaalt hoeveel elektriciteit deze kan leveren en moet worden afgestemd op je specifieke energiebehoefte. Daarnaast is het belangrijk om te kijken naar de beschikbaarheid van methanol als brandstof en de infrastructuur voor het bijvullen. De aanschaf- en onderhoudskosten spelen uiteraard ook een rol, net als de milieu-impact van de methanolproductie. Wie op zoek is naar een methanolbrandstofcel, kan terecht bij gespecialiseerde leveranciers van brandstofceltechnologie. Prijzen variëren afhankelijk van het vermogen en de toepassing.
De ontwikkeling van methanolbrandstofcellen staat niet stil. Onderzoekers werken aan efficiëntere katalysatoren en verbeterde membranen die de prestaties van deze brandstofcellen verder kunnen optimaliseren. Ook wordt er gekeken naar duurzamere methoden om methanol te produceren, zoals uit CO2 en hernieuwbare energiebronnen. Naarmate de technologie zich verder ontwikkelt en de infrastructuur voor methanolverbindingen wordt uitgebreid, kunnen methanolbrandstofcellen een steeds grotere rol spelen in de energietransitie.
Er wordt bovendien gewerkt aan hybride systemen waarbij methanolbrandstofcellen worden gecombineerd met batterijen om de efficiëntie te verhogen. Dit zou kunnen leiden tot een bredere acceptatie van methanolbrandstofcellen in diverse industrieën, in transport, voor stationaire energieopslag en voor draagbare elektrische apparaten.
