Thermo-elektrische generatoren halen elektriciteit uit een kopje (warme) koffie

Zogeheten thermo-elektrische generatoren zetten omgevingswarmte om in elektriciteit. Ze kunnen worden gebruikt om stroom te leveren aan een breed gamma van toepassingen. Van draagbare toestellen en sensoren tot afgelegen elektronicasystemen zoals satellieten. Maar om deze toepassingen in de praktijk te brengen, moeten ze aan een aantal voorwaarden voldoen. De generatoren moeten flexibel zijn, en beschikbaar zijn in tal van verschillende vormen. Bovendien moeten ze relatief makkelijk te produceren zijn. Materiaalonderzoekers aan de KU Leuven hebben deze vereisten aangepakt door een vernieuwend productieproces te ontwikkelen.

Een temperatuurverschil van een paar graden volstaat om een bruikbare hoeveelheid elektrische stroom op te leveren. Bijvoorbeeld om een lamp te laten branden of een draagbaar toestelletje of een sensor te laten werken. Materialen die warmte in elektriciteit omzetten, worden thermo-elektrische generatoren genoemd. Ze kunnen worden gemaakt van metaal of halfgeleidermateriaal en hebben gewoonlijk een klein formaat. Daardoor kan men met die generatoren de omgevingswarmte benutten die overal rondom ons beschikbaar is. Zelfs op ons lichaam – dat uiteraard voortdurend warmte produceert. Het grote voordeel van thermo-elektrische generatoren? Ze kunnen toestellen van stroom voorzien zonder stroomdraden of batterijen.

Thermo-elektrische generatoren

Maar vóór dergelijke toestellen zonder draden of batterijen kunnen worden gebouwd, moeten eerst de juiste thermo-elektrische generatoren beschikbaar zijn. Flexibiliteit en veelzijdigheid zijn hier van belang. Thermo-elektrische generatoren moeten in heel wat verschillende vormen worden gemaakt en flexibel zijn. Dat laatste in het bijzonder is momenteel nog een aanzienlijke uitdaging: de bestaande thermo-elektrische generatoren zijn vaak heel stijf of star en breken bij de geringste vervorming.

Metaalpoeder op een plasticfilm

Maar dat is niet het geval met de generatoren die de groep van Francisco Molina-Lopez ontwikkelde. Molina-Lopez is docent aan het departement materiaalkunde van de KU Leuven. De materiaalonderzoekers bedachten een nieuwe methode om snel en relatief eenvoudig thermo-elektrische generatoren te produceren. Daartoe smelten ze metaalpoeder op een plasticfilm door middel van laagsgewijze productie met behulp van laserlicht. De thermo-elektrische generatoren worden op die manier ‘gedrukt’ in de vorm van platte strips. De strips kunnen met kleefband worden aangebracht op oppervlakken die warmte afgeven. Doordat ze plooibaar zijn, mogen die oppervlakken ook gebogen zijn.

Koffiemok

De onderzoekers demonstreerden dit door hun thermo-elektrische generatoren op een koffiemok te plakken. De inhoud daarvan gaf genoeg warmte af om een aantal microwatt elektriciteit te produceren. De hoeveelheid is voldoende voor een rekenmachine, een elektronisch horloge of een RFID-tag. Bij een andere demonstratie bracht een onderzoeker strips op zijn arm aan, waarna hij zijn ‘eigen’ elektriciteit opwekte.

Materiaal met thermo-elektrische eigenschappen

De strips zijn gemaakt van bismuttelluride, een materiaal dat bekendstaat om zijn thermo-elektrische eigenschappen. ‘We gebruiken dit materiaal als standaard,’ legt Molina-Lopez uit, ‘omdat het met voorsprong het beste is voor thermo-elektrische generatoren bij kamertemperatuur. Maar we hopen het productieproces in de toekomst naar andere materialen uit te breiden.’ Een van de voordelen van het nieuwe proces is dat grote stukken thermo-elektrisch materiaal in relatief korte tijd kunnen worden geprint.

Hergebruik

Bovendien kan het overgebleven geprinte materiaal op de plasticfilm hergebruikt worden. ‘We verspillen dit kostbare materiaal dus niet tijdens het productieproces.’ Molina-Lopez en zijn collega’s lieten zien dat ze de resten van het materiaal meermaals kunnen hergebruiken zonder prestatieverlies. In een volgende stap willen ze hun methode en ontwerp verbeteren om ook het materiaal van uit bedrijf genomen thermo-elektrische generatoren te recycleren.

Bron en foto’s: KU Leuven

Opvallend golvend kunstcentrum

MAD Architects heeft plannen onthuld voor een nieuw project in Foshan, Guangdong, China. Het project, Nanhai Arts Center, krijgt een opvallend ontwerp dat geïnspireerd is op de kabbelende golven van het nabijgelegen meer.

Het Nanhai Arts Center wordt 121.275 vierkante meter groot en zal een groot theater bevatten inclusief een amfitheater met 1500 zitplaatsen. Verder komt er een multifunctionele zaal plus een sportcentrum. Ook komen er dakterrassen, winkels en restaurants. De eerste beelden tonen een ingewikkelde houten structuur van het interieur.

De golvende daklijn krijgt een maximale hoogte van 57 meter en bestaat uit een doorschijnend wit ETFE kunststof. Hiermee worden de verschillende gebouwen verbonden en semi-buitenruimtes gecreëerd. De gebouwen worden zo opengesteld voor natuurlijk licht en ventilatie. De daklijn lijkt niet alleen op een golf, maar is ook geïnspireerd op de oversized dakranden van de traditionele lokale architectuur.

De traditionele cultuur van Nanhai kenmerkt zich door de trommelslag en het drijven van de boten tijdens de drakenfestivalbootrace en in de kung-fu tijdens de leeuwendans. Die dynamiek wilde MAD Architects ook terugbrengen in het ontwerp. Het Nanhai Art Center lijkt op een continue golf van water, met drie hoofdgebouwen die opdoemen onder de drijvende zonnekap. De semi-buitenruimte laat het landschap versmelten met de omgeving van het meer en nodigt bewoners uit om zich onder te dompelen in het landschap aan het water.

Het Nanhai Arts Center krijgt zonnepanelen waarmee deels in de eigen elektriciteitsbehoefte wordt voorzien. Daarnaast krijgt het een regenwateropvangsysteem en wordt gebruik gemaakt van groen om het interieur van schaduw te voorzien.

De bouw van het Nanhai Arts Center begint dit jaar en zal naar verwachting in 2029 voltooid zijn. Het project is het nieuwste werk van MAD dat inspiratie put uit de natuur. Het Chinese bureau refereerde eerder al aan bergen, bamboebladeren en wolken.

Innovatief energieopslagsysteem op basis van zwaartekracht komt in stroomversnelling door samenwerking

ABB en Gravitricity, een opslagbedrijf voor zwaartekrachtenergie gaan samenwerken. Ze willen onderzoeken hoe ze met expertise en technologieën op het gebied van takels de ontwikkeling en implementatie van opslagsystemen voor zwaartekrachtenergie in voormalige mijnen kunnen versnellen.

Gravitricity, gevestigd in Groot-Brittannië, heeft GraviStore ontwikkeld. Dit is een innovatief opslagsysteem voor zwaartekrachtenergie. Het brengt zware gewichten omhoog en omlaag in ondergrondse schachten – om een aantal van de beste eigenschappen van lithium-ionbatterijen en pompaccumulatie te bieden. Toekomstige GraviStores zullen meer dan 20MWh opslaan. Daardoor wordt langetermijnopslag en snelle stroomlevering aan gebruikers en beheerders met netwerkbeperkingen, distributienetwerken en grote stroomgebruikers mogelijk.

Bewezen demonstratiemodel

In tegenstelling tot batterijen kan het Gravitricity-systeem tientallen jaren werken zonder dat de prestaties afnemen. Gravitricity heeft het systeem al bewezen met een demonstratiemodel op schaal. Het onderzoekt de mogelijkheden om hun baanbrekende technologie in te zetten in ontmantelde mijnen wereldwijd.

Onderzoek en ontwikkeling

Als specialist in mijntakels met een groot geïnstalleerd bestand van meer dan 1.000 takeloplossingen wereldwijd, zal ABB samenwerken met Gravitricity. Dit doet het bedrijf door onderzoek en ontwikkeling, productontwikkeling en engineeringteams te leveren. Ze zijn gespecialiseerd in het ontwerp, de engineering en het gebruik van mijntakels en mechanische, elektrische en regeltechnieken voor hijswerk.

Energie opslaan

“Naarmate de wereld meer elektriciteit opwekt uit intermitterende hernieuwbare energiebronnen, is er een groeiende behoefte aan technologieën die energie kunnen opvangen en opslaan tijdens perioden van lage vraag en snel vrijgeven wanneer dat nodig is”, zegt Martin Wright, medeoprichter en uitvoerend voorzitter van Gravitricity. “Onze GraviStore ondergrondse zwaartekracht energieopslag gebruikt de kracht van de zwaartekracht om een aantal van de beste eigenschappen van lithium-ion batterijen en gepompte hydro-opslag te bieden – tegen lage kosten en zonder de noodzaak van zeldzame aardmetalen.

Veel interesse in GraviStore

“We zien al aanzienlijke interesse van mijnexploitanten in Europa, India en Australië. Dit partnerschap met ABB zal ons helpen onze ambitieuze commercialiseringsplannen te versnellen. Ik ben verheugd dat we samenwerken”, aldus Wright.
De Memorandum of Understanding (MoU) is een belangrijke stap in ABB’s ambitie om haar lifecycle service business verder te ontwikkelen door samen te werken met bedrijven die aangrenzende en waarde toevoegende technologieën leveren.

130 jaar mijntakels

“ABB heeft 130 jaar geschiedenis met mijntakels, sinds we er voor het eerst een elektromotor aandreven in Zweden in de jaren 1890. Maar deze samenwerking met Gravitricity laat zien hoe we onze technologieën kunnen blijven diversifiëren en aanpassen.” Dat zegt Charles Bennett, Global Service Manager, Business Line Hoisting, ABB Process Industries. “

Netcompliance en controlesystemen

Gravitricity brengt specialistische expertise in op het gebied van netcompliance en controlesystemen. De teams zullen samenwerken aan haalbaarheidsstudies om de toepassing van bestaande hijstechnologie in zwaartekracht-energieopslag te begrijpen. ABB zal ook advies geven aan de mijnbouwindustrie en werken aan het identificeren van geschikte locaties en schachten voor het gebruik van GraviStore.

Ontmanteling mijnschachten

De ontmanteling van mijnschachten is een kostbaar en tijdrovend proces voor mijnbouwbedrijven. Door niet meer gebruikte mijnschachten opnieuw te gebruiken voor energieopslag, kunnen mijnschachten een productieve functie vervullen. Tot 50 jaar na hun oorspronkelijke levensduur. Ze kunnen de ontmantelingskosten beperken, terwijl ze tegelijkertijd nieuwe werkgelegenheid creëren en bijdragen aan de overgang naar groene energie.

Openingsfoto: GraviStore brengt zware gewichten omhoog en omlaag in ondergrondse schachten – om een aantal van de beste eigenschappen van lithium-ionbatterijen en pompaccumulatie te bieden. Openingsfoto: Gravitricity

Proef met vliegwiel als duurzame, kinetische batterij op bouwplaats gestart

BAM Materieel en QuinteQ Energy starten op een bouwplaats in Amsterdam een proef met een vliegwiel als duurzame, kinetische batterij. De inzet van een vliegwiel als peakshaver kan netcongestie voorkomen op momenten dat bijvoorbeeld een veel vermogen eisende torenkraan draait. Het vliegwiel wordt geplaatst in een container op het project in de Sluisbuurt in Amsterdam waar BAM Wonen 767 studentenwoningen realiseert.

Een vliegwiel slaat energie op in beweging en levert die energie weer enorm snel aan de bouwplaats wanneer nodig. QuinteQ Energy gebruikt een elektrische motor-generator om het vliegwiel in beweging te brengen. Door de rotor steeds harder te laten spinnen, laadt de kinetische batterij op. Door het vliegwiel af te remmen met de motor-generator wordt de beweging weer omgezet naar elektriciteit. Aan deze mechanische techniek komen geen chemische processen en schadelijke stoffen te pas. Dit verbetert de brandveiligheid. Daarnaast is het vliegwiel volledig recyclebaar. Daardoor is het een duurzamer alternatief.

Meest geavanceerde vliegwiel ter wereld

Het QuinteQ-vliegwiel is oorspronkelijk ontwikkeld door Boeing voor een ruimtevaarttoepassing. Het wordt algemeen erkend als het meest geavanceerde vliegwiel ter wereld. Het vliegwiel draait in een gepatenteerd vat. Daarmee wordt de veiligheid van personen en materieel gewaarborgd, zonder dat het zoals gebruikelijk in de grond geplaatst hoeft te worden. Door dit vat en het compacte ontwerp is het mogelijk het vliegwiel in containers te plaatsen en in te zetten, zowel voor tijdelijke als permanente toepassingen.

Lange levensduur

Het vliegwiel dat op de bouwlocatie van BAM is geplaatst is licht, compact en verplaatsbaar. De rotor draait op hoge snelheden in een vacuüm en zonder wrijving dankzij een uniek, magnetisch lagering-systeem waardoor energie het meest efficiënt kan worden opgeslagen en weer vrijgegeven. Dit zorgt ervoor dat het systeem extreem veel ontlaadcycli en een lange levensduur heeft. De proef start in de winter om te ervaren hoe het vliegwiel in koude omstandigheden functioneert.

Breed toepasbaar vliegwiel

Het vliegwiel dat nu is ingezet is een prototype. De resultaten van de proef wil QuinteQ Energy benutten voor verdere productontwikkeling. Het prototype wordt geplaatst in een 20ft container, maar voor het uiteindelijke product zal een10ft container worden toegepast om zo weinig mogelijk ruimtebeslag op een bouwplaats in te nemen. BAM Materieel wil inzicht vergaren in welke duurzame oplossingen er mogelijk zijn om bouwplaatsen duurzamer en energiezuiniger te laten functioneren. En levert met deze proef een bijdrage aan de strategie van BAM ‘Bouwen aan een duurzame toekomst’, met duurzaamheid, digitalisering en industrialisatie als belangrijke speerpunten.

Meetdata

Materieelverhuurder Van der Spek Vianen participeert in de proef door extra meetdata over de torenkraan te leveren waarmee analyses en simulaties verricht kunnen worden. Als torenkraanverhuurder is Van der Spek Vianen betrokken bij de uitdagingen van haar klanten en geïnteresseerd in oplossingen voor netcongestie.

Drijvend testplatform voor offshore zonne-energie bijna gereed

SeaVolt, een samenwerkingsverband tussen Tractebel, DEME en Jan De Nul is druk met de laatste voorbereidingen voor de installatie van het eerste drijvende testplatform voor zonne-energie op zee. Het platform bevindt zich momenteel in de haven van Oostende, België. Daar legt hoofdaannemer Equans de laatste hand aan de montage.

Het testplatform wordt de allereerste installatie in de Belgische Noordzee dat zich richt op de grootschalige ontwikkeling van zonne-energie op zee. Doel is het platform in augustus naar zee te brengen en te verankeren om er vervolgens minstens een jaar lang data te verzamelen.

Specifiek concept

SeaVolt ontwikkelde een specifiek concept op maat van de omstandigheden op volle zee. De omstandigheden en dus ook het concept zijn anders dan bestaande drijvende installaties voor zonne-energie op meren. Deze technologie is dankzij het modulaire ontwerp uiterst geschikt om geïnstalleerd te worden als aanvulling op windmolenparken op zee.

De zonnepanelen testen

De ‘proof-of-concept’-installatie zal cruciale data verzamelen. Denk daarbij aan data over de impact die golven, regen en zoutnevel kunnen hebben op verschillende zonnepanelen met uiteenlopende PV-paneelconfiguraties. Daarnaast zullen onderzoekers nauwgezet volgen wat de de impact is van golven en wind op de opgewekte energie. Met deze test willen de onderzoekers bepalen welk beschermingsniveau nodig is om de zonnepanelen te beschermen tegen onder meer zeewater en vogelpoep.

Het drijfmechanisme testen

Een nieuwe, lichte carbonfiber is gebruikt voor de testinstallatie. Het materiaal biedt naar verwachting voordelen op zee, maar het is nog niet vaak gebruikt in dit soort ruwe omstandigheden. Om dit te achterhalen zijn ingebedde optische vezels en sensoren verbonden met de structuur. Ze zullen evalueren of de structurele integriteit ( vibraties/moeheid) van het materiaal overeenstemt met de numerieke modellen en resultaten van de oceaangolftank en windtunneltesten. Aangezien de kostprijs bepaald wordt door de drijvende structuur en de zonnepanelen, zijn die metingen essentieel voor de verdere financiële evaluatie.

De ecologische impact van het testplatform

Naast de technische testen zal het testplatform rekening houden met de ecologische aspecten. Zo zal er een evaluatie gebeuren van verschillende materialen waarbij wordt gekeken naar de impact op de mariene omgeving. De testresultaten zullen bepalend zijn voor de materiaalkeuze voor verdere ontwikkeling. Enerzijds is het belangrijk om de aanhechting van overmatige mariene groei aan het drijvend mechanisme te minimaliseren. Hierdoor blijft het drijfvermogen behouden. Anderzijds is het belangrijk om de juiste plantensoorten aan te trekken en af te stoten voor een optimale interactie met het ecosysteem, zodat er een ‘kunstmatig rif’ ontstaat. Tot slot zal het team specifieke testen uitvoeren om de combinatie van de drijfsystemen met mosselgroei en oesterkweek te evalueren. Ook dat brengt weer specifieke uitdagingen met zich mee.

Drijvend laboratorium

Het drijvende offshore testplatform voor zonne-energie zal de eerste installatie in de Belgische Noordzee zijn die gericht is op de grootschalige ontwikkeling van offshore zonne-energie. Deze test omvat alle aspecten van de SeaVolt-technologie om een betrouwbare, kostenefficiënte en duurzame oplossing te ontwikkelen. Maar deze test omvat nog geen grote hoeveelheid pv-panelen. Daarom mag hij nog niet worden beschouwd als een volwaardig eerste prototype. Het is eerder een laboratorium dat kennis kan verzamelen en de technologische ontwikkeling verder kan bevorderen.

Verwachtingen

De verwachtingen voor deze nieuwe toepassing van zonne-energie zijn hoog. Offshore zonne-energie biedt een extra mogelijkheid om lokaal groene energie op te wekken. In combinatie met offshore windmolenparken past zonne-energie op zee binnen de strategie van multifunctionele zones en kan het gebruik van de bestaande elektrische infrastructuur erdoor geoptimaliseerd worden.

Volgende stappen voor SeaVolt

Intussen zet SeaVolt het ecologische en economische onderzoek voort. Dit doet het onder meer met de analyse van toekomstige LCOE-evoluties. Om verdere ontwikkeling te garanderen bereidt SeaVolt zich voor op een grootschalig demonstratieproject binnen een windmolenpark op zee. Op die manier kunnen de onderzoekers het potentieel van de integratie van drijvende zonnepanelen in een offshore windmolenpark verder evalueren. Bij positieve resultaten zal grootschalige offshore zonne-energie naar alle verwachtingen realiteit worden. In dat geval hoopt SeaVolt een aanzienlijk aandeel van deze nieuwe ontwikkeling in de reeds sterke Belgische offshore sector binnen te halen.

Bron: Tractebel Engie
Afbeelding van Pexels via Pixabay

Lees ook: Offshore Solar Platform wil 3 gigawattpiek aan zonne-energie opwekken in 2030

Verwarming van huizen via ijzerpoeder

RIFT is een spin-off die is ontstaan uit studententeam SOLID van de TU/e. Het verwarmde vijfhonderd huizen in Helmond via de zogeheten Iron Fuel Technology. Daarbij wekt een warmteboiler warmte op via de verbranding van ijzerpoeder. Op deze manier kwam er geen CO2 vrij wanneer de bewoners van de huizen de verwarming aanzetten of in de douche stapten.

CEO Mark Verhagen spreekt van een enorme mijlpaal. De test om huizen te verwarmen via ijzerpoeder duurde in totaal 40 uur. In die tijd is 5 ton minder CO2 en 66 procent minder stikstof uitgestoten dan normaal het geval is. De technologie van RIFT was via het warmtenet van energieleverancier Ennatuurlijk aangesloten op de woningen in Helmond.

Stap in de goede richting

“Ons doel is om de CO2-uitstoot vanaf 2050 met 1 gigaton per jaar te reduceren”, legt Verhagen uit. “Dat komt overeen met zeven keer de hoeveelheid die Nederland nu op jaarbasis uitstoot. Met dit succes zetten we een stap in de goede richting.” Dat zegt de CEO die denkt dat uiteindelijk vooral de energie-intensieve industrieën van deze technologie kunnen profiteren. “Die zijn nu verantwoordelijk voor minstens 40 procent van de CO2-uitstoot in Nederland.”

Verbranden van ijzerpoeder

RIFT verhit water voor het warmtenet door ijzerpoeder te verbranden. Daardoor ontstaat een enorme vlam. Deze vlam verwarmt een grote boiler. Hier komen geen broeikasgassen bij vrij. Het enige restproduct is roest en dat kan weer opnieuw worden omgezet in ijzerpoeder. Huishoudens merken niets van dit proces: heet water is heet water, onafhankelijk van hoe dit verwarmd is.

Geen nieuw idee

Het idee om ijzer als brandstof te gebruiken, is niet nieuw, maar vanwege de brede acceptatie van het gebruik van fossiele brandstoffen werd er lang geen stimulans gevoeld om deze technologie verder te ontwikkelen. Het concept kwam in 2015 pas echt van de grond toen professor Philip de Goey een onderzoeksprogramma startte aan de TU/e met drie van zijn studenten. Hieruit is studententeam SOLID voortgekomen, en van daaruit is RIFT ontstaan.

Bron: TU/e ; Openingsfoto: RIFT wekt warmte op via de verbranding van ijzerpoeder (foto: Krols Media)
Foto 2: de productie van ijzerpoeder (foto: Krols Media)

Provincie investeert 1,5 miljoen euro in ’slimme oplossingen’ om elektriciteitsnet te ontlasten

Bedrijven die gezamenlijk stroom willen delen op een bedrijventerrein of agrariërs die overtollige zonnestroom willen opslaan in een batterij kunnen daarvoor subsidie krijgen van de provincie Noord-Holland. Dat geldt ook voor bewonerscollectieven die samen energie willen opslaan of voor andere slimme oplossingen die het elektriciteitsnetwerk ontlasten. De provincie investeert ook in 2023 in totaal 1,5 miljoen euro in een subsidie die deze oplossingen mogelijk maakt.

Dit is de tweede openstelling van de subsidie oplossingen bij netcongestie (SON) om het elektriciteitsnet te ontlasten. De regeling werd in 2022 binnen 10 dagen overschreven. De grote belangstelling maakt duidelijk dat de subsidieregeling in een behoefte voorziet en bedrijven hiermee aan de slag willen.

Vraag naar energie

De vraag naar elektriciteit groeit hard. Steeds meer huizen schakelen over op warmtepompen. Het aantal elektrische auto’s groeit en bedrijven elektrificeren om te verduurzamen. Ook wordt er op steeds meer plekken lokaal energie opgewekt door zonne- en windparken. Op verschillende plekken in de provincie heeft het elektriciteitsnetwerk daardoor zijn maximale capaciteit bereikt. De provincie doet er samen met de netbeheerders en gemeenten alles aan om ervoor te zorgen dat het elektriciteitsnetwerk in Noord-Holland optimaal blijft functioneren.

Energieoplossingen

Er zijn uiteenlopende alternatieve oplossingen die efficiënt of beperkt gebruik maken van het elektriciteitsnet. Dergelijke slimme energieoplossingen zijn in veel gevallen sneller te realiseren dan netuitbreidingen. Soms zijn het tijdelijke oplossingen, totdat de uitbreidingen van het elektriciteitsnetwerk klaar zijn. Vaak zijn het ook duurzame oplossingen voor de toekomst.

Haalbaarheid en realisatie

De subsidie kan worden gebruikt om een haalbaarheidsstudie uit te voeren en voor het daadwerkelijk realiseren van oplossingen. Per samenwerkingsverband is maximaal 250.000 euro beschikbaar voor een collectieve oplossing, individuele partijen komen in aanmerking voor een tegemoetkoming van maximaal 75.000 euro. Van 23 mei tot en met 30 november 2023 kan de subsidie aangevraagd worden via het subsidieloket van de provincie.

Lees ook: Giga Storage bouwt grootschalige energieopslag

Eerste generator ter wereld aangedreven door waterstofpoeder 

Electriq Global gepecialiseerd in innovatieve waterstofopslag, heeft ’s werelds eerste generator voorgesteld. De aandrijving gebeurt door waterstofpoeder. Waterstof in poedervorm is een nieuwe schaalbare energiebron die de wereldwijde energietransitie zal ondersteunen. Het zal volgens Electriq Global de barrières voor het gebruik van waterstof als brandstof sterk doen afnemen.

Ongeveer 11,2% van alle energie die Nederland gebruikte in 2021 werd op een duurzame manier opgewekt (bron: CBS). Nationale regelgeving schrijft voor dat dit in 2030 ten minste 27% moet zijn. Duurzame energie, zoals uit zon of wind, wordt voor het grootste gedeelte onafhankelijk opgewekt van waar en wanneer het uiteindelijk zijn toepassing vindt. Om groene energie te transporteren is omzetting in waterstof een optie. Dit is echter een vluchtig en licht ontvlambaar gas.

Potentie van waterstof

Waterstof heeft een enorm potentieel in de transitie naar duurzaam energiegebruik. Tegelijkertijd zijn er ook uitdagingen bij het gebruik ervan. Om waterstofgas op grote schaal te kunnen gebruiken, gelden strenge veiligheidsmaatregelen en is een complexe infrastructuur vereist. Het transport van waterstofgas gebeurt onder hoge druk via gasflessen, brandstoftanks en leidingsystemen. Voor sectoren als de bouw zorgen deze infrastructurele consequenties en het risico op ongevallen voor extra uitdagingen. Daarnaast wordt de regelgeving strikter. Dieselgeneratoren uitfaseren zal ook steeds vaker voorkomen. Denk bijvoorbeeld aan bouwplaatsen in de omgeving van Amsterdam.

Waterstofpoeder

Het waterstofpoeder van Electriq Global vormt een oplossing voor deze uitdagingen. “Het poeder kan in kartonnen dozen worden vervoerd en jarenlang worden opgeslagen zonder energieverlies. Na gebruik kan het poeder bovendien opnieuw worden ‘opgeladen’ waardoor het eindeloos kan worden hergebruikt. Om de waterstof uit het poeder te krijgen en om te zetten in stroom is geen externe energie, warmte of druk nodig”, meldt het bedrijf.

8kW/80kWh generator en mobiele hijskraan

De eerste toepassing die gebruik maakt van de voordelen van het waterstofpoeder van Electriq Global is de Joshua. Dit is ’s werelds eerste generator die het gepatenteerde poeder om kan zetten in stroom. De generator werkt op een vergelijkbare manier als reguliere dieselgeneratoren. Aandrijving gebeurt via water en capsules met het waterstofpoeder in plaats van diesel. De Joshua heeft een vermogen van 8kW/80kWh. Dat betekent dat hij op 5 kilo waterstof tot 10 uur op volle capaciteit kan werken.

Waterstofpoeder: hoe werkt het?

Waterstofpoeder wordt met een chemisch proces gemaakt waarin de waterstofmoleculen worden gebonden aan elementen die breed beschikbaar zijn. Wanneer dit hoogenergetische poeder met water wordt gemengd, komen niet alleen de waterstofmoleculen uit het poeder vrij, maar wordt ook het toegevoegde water gesplitst. Uiteindelijk komt er hierdoor twee keer zoveel waterstof vrij als origineel in het poeder aanwezig was. De Joshua generator bevat ook een brandstofcel die het vrijgekomen waterstofgas uit het poeder- en watermengsel omzet in elektriciteit. Na het vrijkomen van de waterstof kan het residu opnieuw worden opgeladen en omgezet in het oorspronkelijke waterstofpoeder. Daardoor wordt dit een volledig recyclebare oplossing.

Demonstratie

Begin september demonstreerde Electriq Global hoe het aggregaat is te gebruiken in de bouw. Een mobiele hijskraan, ontwikkeld in samenwerking met RKB en ECS in Ridderkerk door de speciale generator aangedreven. De Joshua kan ook worden ingezet bij andere toepassingen. Denk aan boten, festivals of andere locaties die niet aangesloten zijn op het reguliere stroomnet.

Emissievrije kraan op waterstofpoeder

Erwin Bruintjes, CEO bij ECS: “We zijn er trots op dat we samen met Electriq Global deze waterstof aangedreven mobiele hijskraan hebben gedemonstreerd. ECS zet zich in voor uitstootvrije bouwplaatsen. We helpen de bouwsector te voldoen aan de steeds strengere regelgeving op het gebied van emissies en milieu-impact. Deze emissievrije kraan op waterstofpoeder toont het potentieel en markeert een enorme stap in deze richting.”

Toekomstige toepassingen

Baruch Halpert, executive Chairman en CEO bij Electriq Global: “De Joshua is in elke omgeving te gebruiken. Daardoor is dit een ideale, groen aangedreven vervanger voor dieselgeneratoren die dagelijks op bouwplaatsen in gebruik zijn. Met de introductie van deze eerste gebruiksklare toepassing zetten we een enorme stap in de ondersteuning van de wereldwijde energietransitie. En het creëren van schone energie uit waterstofpoeder.”

Foto: Maike Schwarz Photography

Brunel Solar Team vertrokken naar Sasol Solar Challenge

Het Brunel Solar Team is vertrokken naar Zuid-Afrika voor hun deelname aan de Sasol Solar Challenge. Het team is het enige Nederlandse team dat deelneemt aan deze zonnerace, die van 9 t/m 16 september op de planning staat.

Tijdens de Sasol Solar Challenge racen teams met een voertuig op zonne-energie van Johannesburg naar Kaapstad. Het gaat om een tweejaarlijkse race, waaraan teams vanuit de hele wereldwijd deelnemen. Zij rijden tijdens de achtdaagse race volledig op zonne-energie en verbruiken geen druppel brandstof.

De Sasol Solar Challenge kent een hoogteverschil van bijna 2.000 meter. Ook zijn de weersomstandigheden waarmee de deelnemende teams te maken krijgen vaak wisselend. Dit brengt extra uitdagingen met zich mee; het Brunel Solar Team omschrijft de wedstrijd als de ultieme test voor de technologie in zonneauto’s.

Tegenslagen

Het is niet voor het eerst dat het Brunel Solar Team aan de wedstrijd deelneemt. In 2014 en 2016 gingen de Nederlanders met de winst ervandoor. Het team kreeg in de jaren daarop echter flinke tegenslagen te verwerken. Zo werd het team in 2018 twee dagen voor de finish door de organisatie bestraft nadat een ziek teamlid zijn bagage in een volgauto van het Japanse team Tokai zette en in dit voertuig wilde plaatsvinden. De Japanners dienden hierover een officiële klacht in, waarna het team – toen nog het Nuon Solar Team – meer dan 100 kilometer moest inleveren op Tokai. Hiermee verloor het team zijn koppositie. Desondanks wist het team de 2018-editie te winnen.

In 2019 brandde de NunaX zonne-auto van het team – dat toen actief was onder de naam Vattenfall Solar Team – volledig uit tijdens de Bridgestone World Solar Challenge in Australië. Het voertuig vloog op de laatste dag van de wedstrijd op zo’n 300 kilometer van de finish in brand. De coureur kon het voertuig op tijd verlaten. De Sosal Solar Challenge van 2020 is niet doorgegaan in verband met de COVID-19 pandemie.

Zelfgebouwde motor

Dit jaar verschijnt het team voor het eerst met een eigen gebouwde motor aan de start van de Sosal Solar Challenge. Deze motor kan tot tweemaal zoveel vermogen leveren met hetzelfde gewicht en is efficiënter dan eerdere motoren. Het team hoopt hiermee dit jaar weer de eerste plaats in de wedstrijd te veroveren.

Door het team dat bestaat uit elf studenten uit Delft is een jaar toegewerkt naar de race. Zij zijn gedurende dit jaar begeleid door strategisch coach Marc Lammers. “Het is bijzonder om te zien hoe gemotiveerd deze studenten zijn”, zegt Lammers. “Een jaar lang zetten deze studenten hun studie stop om zich fulltime te kunnen concentreren op de race. Ieder teamlid heeft daarin zijn eigen rol. Ik vind het gaaf dat ik ook dit jaar weer de studenten heb mogen begeleiden.”

Teambuilding en prioritering

“Ik ben er trots op dat we gezamenlijk een team hebben weten te smeden dat zich uit de naad heeft gewerkt om dadelijk aan de start te verschijnen”, aldus Lammers. In verschillende sessies hielp hij met teambuilding en prioritering. Ook stond Lammers het team bij bij de keuze om met een zelf ontwikkelde motor deel te nemen. Lammers: “Hopelijk gaat dat ervoor zorgen dat we dit jaar weer als winnaar over de streep komen.”

Auteur: Wouter Hoeffnagel
Foto: Brunel Solar Team / Glasnost