‘Eigenlijk is het een vloeibare waterstofbatterij’, zeggen directeuren en oprichters Wiard Leenders en Fabian Benschop van de Delftse startup. Voyex produceert een vloeistof, waarin waterstof makkelijk is op te slaan. Het wordt bewaard onder kamertemperatuur, onder normale luchtdruk, is niet toxisch, heeft een veel hoger vlampunt dan bijvoorbeeld diesel en is niet corrosief. De vloeistof is organisch, wordt in een gesloten systeem gemaakt van biomassa en gerecycled plastic en kan ongeveer 60 kilo waterstof per ton aan zich binden (hydrogeneren).
Bij die reactie komt zelfs energie vrij. Met behulp van restwarmte uit een machine of een motor kan de waterstof in een omgekeerd proces (de-hydrogeneren) weer vrijgemaakt worden uit de vloeistof.
Dat maakt de vloeistof geschikt voor twee belangrijke toepassingen. Enerzijds kan het gebruikt worden voor het veilige en schone transport van waterstof over de wereld. Anderzijds kan het diesel of stookolie vervangen als brandstof voor zwaar transport of voor de industrie. Die sectoren kunnen met hun restwarmte de waterstof uit de vloeistof halen en die gebruiken in een verbrandingsmotor of gasturbine.
Hoe krijgen we al die groene waterstof bij afnemers?
De wereld heeft de komende jaren enorme hoeveelheden groene waterstof nodig om af te kunnen stappen van fossiele brandstoffen en om hernieuwbare energie in op te slaan. Landen in het Midden-Oosten, Australië, Afrika, Azië en Zuid-Amerika investeren daarom tientallen, zo niet honderden miljarden euro’s en dollars in groene waterstofprojecten. Woestijngebieden aan de kust zijn ideaal om met wind- en zonneparken elektrolysers van groene stroom te voorzien om uit ontzilt en gezuiverd zeewater waterstof te maken. De grote vraag is: hoe krijg je al die waterstof bij de afnemers, voornamelijk in Europa, Japan, Korea en Amerika? Voor vervoer per schip is pas één Japanse waterstoftanker in ontwikkeling, die het vloeibare gas onder hoge druk en lage temperaturen kan vervoeren, maar die technologie is complex en duur. Een andere manier is om waterstof om te zetten in ammoniak. Dat wordt nu al per schip en trein getransporteerd naar chemische bedrijven en kunstmestfabrieken, maar heeft nadelen. In het ergste geval kan de gevaarlijke stof bij ontploffing een ramp veroorzaken.
Voyex is een zogeheten Liquid Organic Hydrogen Carrier, afgekort LOHC. Tolueen is een andere bekende LOHC die al sinds de jaren 70 en 80 wordt ontwikkeld, maar die is niet veilig genoeg. Ook methanol wordt vaak genoemd, maar hier spelen problemen rondom de veiligheid. Bovendien komt er bij de verbranding CO2 vrij. De LOHC van Voyex kan volgens het tweetal wel een veilige en CO2-vrije vloeistof zijn voor waterstoftransport over grote afstanden.
Oplossing voor moeilijk te verduurzamen markten
Het idee voor Voyex ontstond in 2020. Leenders werkte toen bij scheepsbouwer Damen aan de ombouw van een dieselschip naar voortstuwing op waterstof. Benschop werkte bij een bedrijf dat tankstations voor waterstof bouwde. ‘We zagen toen al meteen dat opslag en transport de missing link was’, vertellen ze. ‘De traditionele methodes om waterstof op te slaan of te transporteren hebben allemaal problemen qua veiligheid, toxiciteit of onvoldoende dichtheid. Dat is allemaal oplosbaar, maar alleen tegen een hoge prijs. Dan gaat er in de zware mobiliteit geen energietransitie plaatsvinden. Daarom moest dit volgens ons op een veiligere en meer betaalbare manier kunnen.’
De twee gingen op zoek naar een nieuwe, schone en veilige LOHC. Niet alleen om groene waterstof te kunnen opslaan en transporteren over grote afstanden, maar ook om er de vervuilende diesel mee te vervangen die nu wordt gebruikt in zwaar transport door schepen, treinen, trucks en machines in de bouw en infra. Die sectoren kunnen moeilijk elektrificeren met batterijen en hebben in de toekomst een schone brandstof nodig om hun CO2-uitstoot terug te dringen. Zo is de scheepvaart momenteel verantwoordelijk voor 3 procent van de mondiale uitstoot van broeikasgassen. Hoewel de Internationale Maritieme Organisatie IMO in april een akkoord bereikte over het verminderen van die CO2-uitstoot, is nog niet duidelijk hoe dat moet gebeuren.
Daar ziet Voyex marktkansen. ‘Alle toepassingen waarvoor je hogere vermogens nodig hebt over een langere periode. Waar je ziet dat elektrificatie tegen limieten aanloopt; dat zijn sectoren waar wij met onze vloeistof een belangrijke rol willen spelen. Dat zijn ook precies de markten die moeilijk te verduurzamen zijn’, zegt Benschop.
Kijk hier hoe de LOHC van Voyex werkt en welke problemen het kan oplossen:
Geen nieuwe infrastructuur of regels nodig
Op zoek naar de geschikte vloeistof die dat zou kunnen, onderzochten de twee duizenden potentiële LOHC’s aan de hand van 25 criteria. Daar kwam eind 2020 een vloeistof uit waar Voyex nog steeds mee werkt en waarop twee patenten zijn aangevraagd. Eentje voor het produceren van de vloeistof zelf en eentje voor de manier van het opslaan en afgeven van de waterstof. Als het patent binnen is, kan Voyex meer bekendmaken over alle kenmerken. ‘Het molecuul dat we gebruiken is best bijzonder’, zegt Leenders.
Een van de criteria was om veiliger te zijn dan diesel. Dat is gelukt. Daardoor kan de hele bestaande infrastructuur voor diesel of olie voor opslag en transport gebruikt worden en hoeft de strenge regelgeving voor dit soort stoffen niet aangepast te worden.
‘Het gaat om het hele systeem. Het is niet alleen een kwestie van een vloeistof vinden waarin je waterstof kan opslaan, je moet er een heel systeem omheen bouwen, zodat je het kunt transporteren, overslaan van schip naar schip of verpompen. Als dat allemaal anders gaat, heb je nieuwe regelgeving nodig en dat houdt de energietransitie tegen’, zegt Leenders.
Een ander voordeel is dat de vrijkomende waterstof meteen gebruikt kan worden in een verbrandingsmotor, in plaats van in een brandstofcel. Ook dat is een voordeel bij zogeheten heavy duty machines, schepen en voertuigen. Hoewel waterstofmotoren nog volop in ontwikkeling zijn, zullen die de komende jaren massaal op de markt komen. Voor de scheepvaart worden ze al door verschillende motorenleveranciers gebouwd.
Proeffabriek heeft investeerders nodig
Voyex is gehuisvest in YES! Delft, dat startups ondersteunt en helpt opschalen. De naam hebben de twee ontleend aan het boek ‘Het Geheimzinnige Eiland’ dat Jules Verne in 1875 schreef in zijn serie Voyages Extraordinaires. Verne voorzag toen al een belangrijke rol voor waterstof in het energievraagstuk van de toekomst. Inmiddels werken er acht mensen voor het bedrijf, voornamelijk chemische ingenieurs.
De afgelopen jaren is de LOHC uitgebreid getest in het lab. Daar werkt het prima. ‘Nu komt het moment dat we uit het lab naar de operationele context willen gaan om mensen te laten zien dat het in de echte wereld werkt en toepasbaar is’, zegt Benschop.
Daarvoor gaat Voyex een proeffabriek bouwen op de Brightlands Chemelot Campus voor groene innovatie in de chemie. Daar zijn de vergunningen op orde, is waterstof en stroom aanwezig, grond beschikbaar en kunnen de chemische bedrijven op Chemelot steun bieden. ‘Ook zij zijn op zoek naar nieuwe toepassingen’, zegt Benschop. ‘Het ontwerp voor de fabriek is al klaar. Het is nu een kwestie van voldoende financiering ophalen.’
Voyex denkt 30 tot 40 procent van de kosten te dragen met subsidies van partijen als GroenvermogenNL, Invest-NL en regionale ontwikkelingsmaatschappijen. ‘Maar het is geen eenvoudige tijd om investeringen op te halen voor kapitaalintensieve startups. Dat is nu nog de bottleneck om tot realisatie over te gaan. We staan in de startblokken en hopen binnen zes maanden het geld op te halen. Daarna hebben we anderhalf jaar nodig om de fabriek operationeel te krijgen’, zegt hij.
Lees ook:
- Nieuwe technologie maakt grootschalige productie van goedkope, groene waterstof mogelijk
- Hoe de scheepvaart zonder CO2-uitstoot gaat varen
- Opmars groene waterstof is niet te stoppen, ondanks doemverhalen in de media: ‘De trein rijdt’
- Wereld gaat aan de groene waterstof: Nederland en Duitsland kickstarten de globale markt
