De scriptie biedt een vergelijkende analyse van zware vrachtwagens op diesel en waterstof. Zowel economische als milieufactoren worden hierbij afgewogen.

De thesis betreft het ontwerp van een geoptimaliseerde DC/DC converter voor het efficiënt aandrijven van elektrolyse op industriële schaal.

Het minimaliseren van de menselijke, ecologische voetafdruk en het behouden van
een comfortabele en betaalbare levenswijze is waarschijnlijk een van de grootste
uitdagingen van de 21e eeuw. Een van de terreinen waar op dit moment veel innovatie plaatsvindt in deze context is de auto-industrie, waar wordt gezocht naar
alternatieven voor auto’s op fossiele brandstof. Een belangrijk voorbeeld van deze
alternatieven zijn brandstofcel-elektrische voertuigen. Ze combineren een lage uitstoot met een gebruikspatroon dat vergelijkbaar is met dat van auto’s op fossiele
brandstof. Vooral voor zwaar transport lijken ze interessant.
Hoewel het fysieke concept aantrekkelijk lijkt, moet er nog veel technologische
ontwikkeling en optimalisatie plaatsvinden. Dit proefschrift richt zich op een essentieel onderdeel van het aandrijfsysteem in een brandstofcel elektrisch voertuig: het
drukvat waar de waterstof (en dus de energie) wordt opgeslagen. Het is verreweg het
zwaarste onderdeel van het aandrijfsysteem en verhoogt dus de vermogensbehoefte
van het voertuig aanzienlijk. Als oplossing om het gewicht van de constructie te
beperken, wordt gezocht naar alternatieve materialen ter vervanging van staal. Een
materiaalgroep met een zeer hoge specifieke sterkte en stijfheid zijn de vezelcomposieten.
Hoewel ze technisch beter presteren, blijven er enkele problemen. Vezelcomposieten
zijn minder matuur en hun mechanisch gedrag is inherent moeilijker te modelleren.
Hierdoor hebben bedrijven tegenwoordig de keuze tussen twee onaantrekkelijke opties: grote tijdrovende en dure experimentcampagnes uitvoeren of een zeer grote
veiligheidsfactor gebruiken. De industriestandaard voor de veiligheidsfactoren van
composiet drukvaten ligt nu rond de 2,25.
Dit proefschrift behandelt een alternatieve benadering om de structurele betrouwbaarheid van een composiet drukvat te beoordelen, een zogenaamde ringtest. Hier
wordt de hydraulische druk van de waterstof nagebootst door een radiaal contactmechanisme jegens een ringmonster. Op deze manier kan veel materiaal worden
bespaard. De ambitie is om een template te ontwikkelen waarin de ringtest wordt
gecombineerd met een uitgebreide virtuele testcampagne (= eindige elementenmodel).
Deze combinatie zou de kosten van de testcampagne kunnen beperken, terwijl de
veiligheidsfactor redelijk laag blijft.
In dit proefschrift worden modellen voor de ringtest ontwikkeld en geverifieerd.
Relaties tussen de ontwerpvariabelen, andere gegevens en de barstdruk worden
bestudeerd. Op deze manier wordt een objectieve en cijfermatige inschatting gemaakt
van de (na)delen van de ring test.

Zal het vermogen van een waterstofmotor kunnen tippen aan zijn fossiele equivalent? Wat gebeurt er met de efficiëntie en de emissies van dergelijke motor? Aan de hand van een model kan op een kostenefficiënte manier uitgebreid onderzocht worden welke mogelijkheden er zijn voor waterstofmotoren.

De scriptie behandelt het volledig ontwerpen, fabriceren en experimenteel testen van een uitlaatpoortmechanisme voor een zonne-reactor. Deze reactor staat in voor het zonne-thermisch kraken van methaan om zo waterstof te produceren als alternatieve en propere energiebron.

De huidige situatie i.v.m. fossiele brandstoffen is niet optimaal en zal naar de toekomst toe niet verbeteren, in tegendeel. Een ware brandstofcrisis lijkt op handen te zijn in de nabije toekomst en, als men de berichtgevingen op dit vlak mag geloven, zal een alternatief hiervoor noodzakelijk zijn. Momenteel spitst het onderzoek hiervoor zich voornamelijk toe op de automobiel sector, maar uiteraard zal de luchtvaartsector niet gespaard blijven en moet er hiervoor een oplossing gevonden worden.

 
 
Master Duurzame Ontwikkeling en Menselijke Ecologie
 
Waterstof onderweg
Milieu-impact van waterstof in personenwagens
 
            Waterstof wekt de laatste jaren veel interesse. Ook de automobielindustrie laat van zich horen omdat ze in waterstof een potentiële, niet-vervuilende toekomstige brandstof zien. Toch is de effectieve ecologische impact van waterstof in voertuigen nooit concreet onderzocht. In deze thesis worden de verschillende waterstofproductiemethoden gecombineerd met verschillende wijze om waterstof te transporteren en op te slaan.