Onderzoek 28 augustus 2017

Waterstofenergie uit een container in de wijk, kan dat?

Een schone en veilige energiecentrale op waterstof bij het bedrijf of in de eigen wijk; als het aan onderzoekers van de Friedrich Alexander Universiteit in het Duitse Erlangen ligt is dat in de nabije toekomst mogelijk. Op het universiteitsterrein wordt proef gedraaid met een dergelijke centrale in een container.

De 20-voets container is volgestouwd met technologie, waarmee het opslaan en afnemen van elektrische energie op basis van een vloeibare waterstofdrager mogelijk is. Het systeem kan een teveel aan elektriciteit van bijvoorbeeld zonnepanelen of windmolens omzetten in waterstof en die weer omzetten in stroom met een brandstofcel.

De opslag van waterstof is volgens de onderzoekers veilig. Dat gebeurt niet onder hoge druk of vloeibaar bij een extreem lage temperatuur. De waterstof zit in een vloeistof, oftewel een vloeibare drager. Die drager wordt al op grote schaal gebruikt in de industrie als thermische olie voor het verwarmen en koelen van processen.

Deze zogenaamde LOHC (Liquid Organic Hydrogen Carrier) neemt waterstof op of geeft die af via een chemisch proces. Dat gebeurt bij lage temperatuur. Opslag en vrijgave van waterstof is in een gesloten circulatieproces mogelijk. In tegenstelling tot fossiele brandstoffen, zoals bijvoorbeeld bij waterstof uit aardgas, wordt de LOHC niet in het proces verbruikt. Deze kan steeds weer waterstof opnemen en afgeven.

600 kWh in waterstof

In de container bij de universiteit in Erlangen kan momenteel ongeveer 300 liter LOHC worden opgeslagen, wat overeenkomt met bijna 600 kWh in waterstof. Dit is voldoende om een kleinere fabriek enkele uren van energie te voorzien. De hoeveelheid energie kan echter gemakkelijk meerdere malen worden verhoogd met extra containers. Hiermee kunnen grotere bedrijven, datacenters of ziekenhuizen langere perioden energie krijgen.

Het opslagsysteem is onderdeel van een proefproject. De container vol energie is in nauwe samenwerking met de Fraunhofer-instituten IISB en IIS (Fraunhofer-Institut für Integrierte Schaltungen) ontwikkeld en gebouwd. Beide instituten zijn onderdeel van de Friedrich Alexander Universiteit.

LEES OOK: Gasunie start productie groene waterstof.

Snel opstartende brandstofcel

Het gebruikte brandstofcelsysteem is gebaseerd op de zogenaamde lage temperatuur PEM technologie (Proton Exchange Membrane). Met dit ontwerp kan de brandstofcel binnen enkele minuten van uitgeschakelde toestand naar bedrijfstoestand worden geschakeld. Snel opstarten is bijvoorbeeld belangrijk voor het bijspringen bij pieken in de elektriciteitvraag.

De wetenschappers in Erlangen concentreren zich bij het onderzoek op verschillende vragen:

  • hoe kan een fluctuerend energieproductieproces worden opgevangen met een LOHC-gebaseerd energieopslagsysteem?
  • hoe kunnen dergelijke systemen compact geïntegreerd worden in een enkele container?
  • hoe kan een dergelijke installatie efficiënt geïntegreerd worden in industriële energienetwerken?

Een belangrijk onderdeel van het onderzoek is ook het vinden van de meest geschikte besturing voor het opslagsysteem.