Onderzoeksinstituut TNO werkt samen met het Belgische Bekaert, het Engelse Johnson Matthey en het Duitse Schaeffler in een consortium aan nieuwe elektrolysers. Elektrolysers splitsen water op in zuurstof en waterstof met elektriciteit. Als de elektriciteit uit wind en zon komt, is de waterstof 'groen' en komt er geen CO2 bij vrij.
Van megawatt naar gigawatt
Maar groene waterstof maken is duur en de capaciteit van elektrolysers is niet meer dan 1 tot 10 megawatt. Om groene waterstof op grotere schaal te produceren en de productie ervan goedkoper te maken, moeten we toe naar elektrolysers op gigawattniveau. "Dat betekent een opschaling met factor duizend", schrijft TNO.
Het consortium werkt aan het verbeteren van ‘het technische hart’ van de elektrolyser. Door het hart te optimaliseren, moeten de nieuwe elektrolysers een lager elektriciteitsverbruik, lagere kosten en een compacter systeem hebben.
PEM-elektrolysers
Dat technische hart verwijst naar de 'stack'. Dat is een stapeling van verschillende onderdelen die samen water ontleden. Elk onderdeel kan verbeterd worden door de bedrijven en TNO, om aan het einde een veel efficiënter apparaat te hebben.
TNO richt zich op de zogenoemde PEM-elektrolysers. Deze Proton Exchange Membrane-machines gebruiken een membraan (een selectieve barriere die sommige deeltjes wel en andere niet doorlaat) om water te splitsen. Het membraam, de twee polen in het systeem (plus en min), de aansluitingen van stroom en gasuitlaat - op elk gebied zijn wel verbeteringen mogelijk.
Dat membraan kan bijvoorbeeld vijf keer dunner worden, waardoor gas er makkelijker doorheen stroomt. "De grote uitdaging is om dat membraan stevig genoeg te maken als het veel dunner is", vertelt Lennart van der Burg van TNO.
Door met de bedrijven te innoveren en samen te werken moeten de verbeteringen veel sneller op de markt komen. "We hopen in de drie jaar dat dit onderzoek loopt de elektrolyser echt te verbeteren. Uiteindelijk is dat natuurlijk niet alleen aan ons; de producenten van de elektrolysers moeten ook meewerken. Maar door de onderdelen van het apparaat tegelijk beter te maken gaat de introductie naar de markt wel sneller."
Groene waterstof
Groene waterstof speelt een belangrijke rol in een CO2-neutrale toekomst. Vooral voor de zware industrie biedt het een uitkomst. Het International Renewable Energy Agency schrijft in een recent rapport dat er wereldwijd zo'n 5.000 gigawatt aan elektrolysecapaciteit nodig is in 2050 om de industrie te verduurzamen. "Om dit mogelijk te maken is technologie-innovatie en versnelling van de implementatie een absolute voorwaarde", staat in een verklaring van TNO.
Driejarig onderzoek
De partijen werken in eerste instantie de komende drie jaar samen aan het onderzoek. Daarmee willen ze een basis leggen voor efficiënte elektrolysers met een langere levensduur. De samenwerking is onderdeel van het Voltachem Programma, waar de chemische industrie, de energiesector en de maakindustrie samenwerken op weg naar een klimaat neutrale toekomst.
Wat is groene waterstof precies? In deze video leggen we het je uit.
Schrijf je in voor onze Newsbreak: iedere dag rond 12 uur het laatste nieuws
Wil jij iedere middag rond 12 uur het laatste nieuws over duurzaamheid ontvangen? Dat kan! Schrijf je hier in voor onze Newsbreak.
schrijf je in voor de nieuwsbrief
Wil jij iedere ochtend rond 7 uur het laatste nieuws over duurzaamheid ontvangen? Dat kan!
Schrijf je nu in
