# Waterstofopslag in carbazool

Waterstof wordt pas een alternatief voor het gebruik van benzine als autobrandstof, wanneer waterstofauto’s met een volle tank eenzelfde afstand kunnen afleggen als een gangbare benzineauto met een tank gevuld met 50 liter benzine. Uit metingen is gebleken dat een benzineauto voor het afleggen van eenzelfde afstand tweemaal zoveel chemische energie nodig heeft als een waterstofauto.

Waterstof als brandstof heeft als groot nadeel dat het onder hoge druk moet worden opgeslagen.
Daarom wordt veel onderzoek gedaan naar manieren om waterstof chemisch te binden aan een drager.
Recent onderzoek richt zich op N-ethylcarbazool als waterstofdrager.
N-ethylcarbazool bindt waterstof door additie.
Alle dubbele bindingen in N-ethylcarbazool worden hierbij omgezet tot enkelvoudige bindingen.
Het product wordt perhydro-N-ethylcarbazool genoemd. De massa neemt hierbij minder dan 10% toe.
In een experiment is het verloop van de additie van waterstof aan N-ethylcarbazool onderzocht.
Het bleek dat in de loop van het experiment enkele tussenproducten konden worden aangetoond.
Van de beginstof en het eindproduct en van een aantal tussenproducten is het verloop van de concentraties gemeten.
In figuur 1 zijn enkele resultaten van de metingen weergegeven.
De schaal op de y-assen verschilt per diagram. Het volume van het reactiemengsel was gedurende het gehele experiment constant.

Uit de diagrammen kan worden opgemaakt welke van de vijf weergegeven omzettingen de snelheidsbepalende stap is voor de omzetting van N-ethylcarbazool tot perhydro-N-ethylcarbazool.

In de waterstofauto wordt het perhydro-N-ethylcarbazool in aanwezigheid van een katalysator verwarmd tot 200 °C.
In een endotherme reactie wordt waterstof gevormd dat in de auto naar een brandstofcel wordt gevoerd.
Zuivere waterstof is zeer explosiegevaarlijk.
Door het gebruik van perhydro-N-ethylcarbazool als waterstofdrager wordt dit probleem voorkomen.
Op de uitwerkbijlage bij dit examen (zie hieronder) is het energiediagram voor de vorming van waterstof uit perhydro-N-ethylcarbazool onvolledig weergegeven.
Hierin ontbreekt onder andere het niveau van de reactieproducten.
De invloed van de katalysator op het verloop van deze reactie kan met behulp van dit energiediagram duidelijk worden gemaakt door energieniveaus met bijbehorende bijschriften te plaatsen.