Battolyser: elektriciteitsopslag en waterstofproductie in 1

Beste van 2 werelden

Opslag van elektriciteit (korte termijn) en waterstof (lange termijn) worden altijd beschouwd als twee concurrenten op het gebied van energieopslag. Professor Fokko Mulder (TU Delft) brengt deze nu juist samen in één apparaat. De battolyser is een geïntegreerd batterij-elektrolyse-apparaat die heel efficiënt energie kan opslaan en leveren en als de batterij vol is overgaat tot het produceren van waterstof. Door deze combinatie bereikt de batterij een totale efficiëntie tot 90 procent. Bovendien is de battolyser stabiel bij lang en intensief laden, ontladen en waterstofproductie.

Hoe werkt het?

De battolyser is gebaseerd op een nikkel-ijzer batterij. De basismaterialen van deze robuuste batterij zijn goedkoop en overal verkrijgbaar. Tijdens het opladen vormen de elektrodes van de batterij twee materialen: NiOOH en gereduceerd Fe. Deze materialen zijn bekend als katalysator voor de chemische reactie die waterstof en zuurstof oplevert. De elektrodes maken daarmee in geladen toestand de elektrolyse van water mogelijk. De natuurlijke eigenschap van de nikkel-ijzerbatterij is dat er tijdens het laden ook waterstofgas wordt geproduceerd. Dit werd voorheen altijd als nadeel beschouwd, maar van dit “nadeel” wordt nu juist geprofiteerd. De eerste prototype is zo groot als een stoeptegel en werkte meteen.

Vraag en aanbod van stroom

Het unieke van de nikkel-ijzercombinatie is dat elektriciteitsopslag en waterstofproductie ook heel efficiënt gebeurt. Dit apparaat past daarom goed bij de variatie in stroomaanbod en prijzen. Als er teveel stroomaanbod is en dus de prijs laag dan slaan we het op en produceren we eventueel waterstof. Als er te weinig aanbod is en de stroomprijs hoog dan gebruiken we de opgeslagen stroom. Het geproduceerde waterstof kan ook gebruikt worden als brandstof voor vervoer.

Toename elektriciteitsverbruik

Vaak wordt niet gerealiseerd dat we in de toekomst steeds meer elektriciteit gaan gebruiken. Het verwarmen van water en woningen gebeurd straks elektrisch in plaats van met aardgas. Ook worden benzine en diesel vervangen door elektriciteit en de industrie gaat in 2050 Co₂-neutraal werken. Mulder verwacht dat er dan 3 tot 5 keer zoveel elektriciteit gebruikt gaat worden als nu. Om deze slag te maken hebben we dus het hele jaar stroom nodig. Met behulp van de battolyser beschikken we nu over een efficiënte, goedkope, grootschalige en robuuste methode voor opslag die onbeperkt schakelbaar is tussen elektriciteit en waterstof. Hiermee wordt op een natuurlijke wijze de infrastructuur voor elektriciteitopslag en die voor waterstofgasproductie met elkaar verbonden.

Bron: Technische Universiteit Delft