TU Delft lanceert e4BatteryDelft

De TU Delft lanceert e4BatteryDelft. Dit platform onderzoekt het elektrochemisch opslaan van hernieuwbare energie. Een belangrijk onderwerp, want een grote uitdaging bij de huidige energietransitie is het efficiënt en flexibel opslaan van hernieuwbare energie. Batterijen spelen hierbij een belangrijke rol.

e4Battery Delft wil met behulp van zijn onderzoek een toekomstbestendige en duurzame waardeketen rondom batterijen creëren. Het richt zich hierbij onder meer op de ontwikkeling van nieuwe vormen van elektrochemie, die zowel ecologisch als economisch haalbaar zijn. Ook moeten de waardeketens in Europa worden opgezet.

Het doel van e4Battery Delft het verbeteren van de prestaties van batterijen, afbouwen van de afhankelijkheid van kritieke grondstoffen. Denk echter ook aan het gebruik van een circulair ontwerp en het volledig kunnen gebruiken, hergebruiken en recyclen van de accu’s. Het platform wil tot batterijsystemen komen die slim, volledig ïntegreerbaar, veerkrachtig, veilig en economisch haalbaar zijn.

Onderzoekers samenbrengen

Voor het bereiken van dit doel brengt e4Battery Delft onderzoekers, onderzoeksinfrastructuur en zowel publieke als private partners samen. De partijen werken binnen het platform samen aan batterijtechnologie en willen zo een bijdrage leveren aan een duurzame toekomst.

e4Battery Delft faciliteert de onderzoekers hierbij. Zo biedt het een open netwerk voor het delen van kennis. Ook biedt het ondersteuning aan het onderzoek dat onderzoekers uitvoeren. In totaal zijn ruim honderd onderzoekers verbonden aan acht faciliteiten bij het platform betrokken. Hun kennis beslaat de volledige waardeketen rondom batterijen.

Faciliteiten voor testen en valideren van batterijtechnologie

De TU Delft beschikt binnen zijn eigen ecosysteem over diverse faciliteiten voor het testen en valideren van diverse soorten batterijtechnologie. Als voorbeeld noemt de universiteit het Battery Lab voor de materiaalontwikkeling, verwerking, assemblage en het uitvoeren van testen rondom batterijen.

Denk echter ook aan het Electrical Sustainable Power lab, dat onder meer ene digital twin omvat en diverse ruimtes voor het testen van accu’s. Een derde voorbeeld is het 24/7 autonome ‘living lab’ op The Green Village, waar de TU Delft innovatieve batterijsystemen test.

‘Onderzoek staat nog in de kinderschoenen’

Een van de grondleggers van e4Battery Delft is hoogleraar Marnix Wagemaker van de TU Delft. “Het batterijenonderzoek bestaat al lang maar je zou kunnen stellen dat het nog in de kinderschoenen staat,” zegt Wagemaker.

“Er is nog heel veel mogelijk. Nu zijn we afhankelijk van kritische elementen zoals kobalt, nikkel en lithium. Er zijn alternatieven, maar die werken nog niet zo goed. We kijken naar nieuwe materialen die minder schaars zijn en waarvan de winning een minder grote impact op het milieu heeft, maar met even goede prestaties, dus waarmee de elektrische auto bijvoorbeeld even ver kan rijden en even snel kan opladen. En we kijken naar materialen die goedkoper zijn voor de opslag van wind- of zonne-energie.”

‘Batterijen kunnen veel meer dan energie opslaan’

Batterijen spelen onder meer een belangrijke rol in transport en de opslag van duurzame energie. “Maar een batterij kan veel meer doen dan alleen energie opslaan, het kan bijvoorbeeld ook de pieken opvangen, of de spanningskwaliteit verbeteren of helpen congesties te voorkomen,” zegt hoogleraar Electrical Sustainable Energy en hoofd van DC Systems, Energy Conversion and Storage (DCE&S) groep Pavol Bauer.

De hoogleraar kijkt in zijn onderzoekstrajecten onder meer naar de rol van batterijen binnen het distributienet en de batterij als middel om de spanningskwaliteit te verbeteren. Denk echter ook aan het energieneutraal maken van gebouwen met behulp van batterijen en de rol van energiehubs met batterijen voor de industrie. Bauer: “We kijken nu bijvoorbeeld naar de vliegvelden: hoe we met behulp van batterijen verschillende voertuigen daar elektrisch kunnen maken.”

Twee manieren van recycling

Ook universitair docent aan de 3mE-faculteit en recycling-expert Shoshan Abrahami is bij het onderzoek betrokken. Zij onderzoekt de technische kant van batterijrecycling. “Simpelweg heb je twee manieren om batterijen te recyclen: de pyrometallurgische route en de hydrometallurgische route. De eerste (pyro is Grieks voor vuur) gaat met warmte: je smelt het materiaal. De tweede (hydro is Grieks voor water) gaat met water of chemicaliën: je probeert het materiaal op te lossen. In een duurzame toekomst van batterijrecycling zien we een belangrijke rol weggelegd voor de tweede route omdat hierbij meer grondstoffen terug te winnen zijn. Bovendien is het belangrijk dat we minder afhankelijk worden van landen als Rusland, China en Congo, waar de grondstoffen nu vandaan komen, ook daarom is recycling heel erg belangrijk.”

Geopolitiek kan levering grondstoffen in gevaar brengen

Universitair hoofddocent aan de faculteit Bouwkunde, gespecialiseerd in kritieke materialen en circulair productontwerp David Peck waarschuwt voor de impact van geopolitieke ontwikkelingen, die de levering van kritieke grondstoffen in gevaar kan brengen. Eigen, geavanceerde technologie is nodig om Europa welvarend en onafhankelijk te houden, en te beschermen tegen dreigingen van buitenaf, stelt Peck. Recycling is hierbij volgens hem essentieel.

“Hergeproduceerde telefoons zullen in de winkel naast gloednieuwe telefoons liggen. Maar ze zijn niet van elkaar te onderscheiden”, aldus Peck. Met remanufacturing koopt men in feite tijd. “Het lost de crisis rond kritieke materialen niet op, maar door het hergebruik van materialen krijg je wel meer tijd om oplossingen te bedenken.”

Meer informatie is hier beschikbaar.

Auteur: Wouter Hoeffnagel
Foto: Dean Simone via Pixabay