In een loods op een bedrijventerrein bij het Brabantse Budel staat een intrigerend bouwsel van buizen, vaten, kabels en metertjes opgesteld. Eromheen is een doorzichtige kubus gebouwd met een krachtige afzuiginstallatie erop. En daaromheen: nóg een kubus met een krachtige afzuiginstallatie erop.
Aan deze wonderlijke constructie heeft een groep van 25 studenten van de TU Eindhoven afgelopen jaar heel wat uren opgeofferd. En nu het studiejaar er bijna op zit, is het Solid-team trots op en opgewonden over het resultaat: Sir One, het eerste werkende prototype van een stoom- en ijzerreactor. Feitelijk een batterij waarin uit ijzeren balletje waterstof wordt gewonnen. Als je het aan de studenten vraagt, is dat een belangrijke stap voor de energietransitie.
Over de auteur
Tjerk Gualthérie van Weezel schrijft voor de Volkskrant over energie en de impact van de energietransitie op het dagelijks leven.
Dat ijzer een energiedrager kan zijn, is geen nieuws. Ieder kind dat zich met Oud en Nieuw een toverfee waant dankzij een vonkend sterretje, ondervindt het aan den lijve. Onder de juiste omstandigheden kan ijzer mooi branden, en erg heet worden. In Eindhoven werd dat principe bij een eerder project van studenten een aantal jaar geleden al uitgewerkt. Met behulp van waterstof, dat gemaakt kan worden uit groene stroom, werd van roest ijzer gemaakt en dat ijzer werd vervolgens verbrand. Bij Bavaria is een proef gedaan en worden nu jaarlijks 15 miljoen ijzergestookte biertjes gebrouwen. Inmiddels is uit het team een bedrijf voorgekomen, dat in gesprek is met andere fabrieken die willen verduurzamen.
Nu ijzerverbranding ‘naar de markt is gebracht’, ging de TU op zoek naar een andere toepassing van metal fuel, legt Solid-teamleider en natuurkundestudent Max Winkel uit. En dat werd dus Sir One. ‘Vorig jaar is een eerste groep studenten begonnen met het ontwerp, en heeft onderdelen voor de installatie besteld. Dit jaar hebben wij dit verder uitgewerkt.’
Winkel showt de installatie samen met ‘businessmanager’ Timme Ter Horst en ‘technisch manager’ Tom Siebelt. Uit een flesje haalt Siebelt de roestige balletjes die uit het reactorvat komen. ‘Die konden we zo bestellen, want ze worden al gebruikt in de staalindustrie’, zegt hij terwijl de kiezeltjes over zijn handpalm laat rollen. ‘Ze zijn poreus, zodat de waterdamp er overal tussendoor komt. We zijn constant aan het experimenteren wat de ideale maat balletjes is, en bij welke druk en temperatuur het proces het efficiëntst is.’
Twee weken geleden stonden de studenten ook al in Rotterdam uitleg te geven over hun project. Winkel: ‘Er was een groot waterstofsymposium. Er was heel veel interesse. Via LinkedIn werden we benaderd door mensen uit Canada, die wilden dat we hen op afstand een rondleiding gaven.’
Wereldwijd is er dan ook een jacht op nieuwe manieren om duurzame energie op te slaan. Anders dan fossiele brandstof kun je energie uit wind en zon immers niet bewaren tot je die nodig hebt. Accu’s werken aardig om voor enkele uren elektrische energie te bufferen, in grote boilers kan overvloedige stroom worden opgeslagen als warmte, en stuwmeren worden volgepompt om later weer leeg te laten lopen.
Maar grote hoeveelheden energie efficiënt voor langere tijd bewaren en over grote afstanden transporteren, is de heilige graal van de energietransitie. Waterstof is een van de mogelijkheden waarvan men hooggespannen verwachtingen heeft: er wordt groots op ingezet door de Europese Unie. Ze kan met stroom gemaakt worden uit water en later weer worden verbrand, via een brandstofcel omgezet in elektriciteit of verwerkt tot chemische producten, zoals kunstmest. Maar waterstof heeft ook zo zijn nadelen: om het gas te vervoeren, moet het onder hoge druk worden gebracht en afgekoeld tot niet al te ver boven het absolute nulpunt. Bij de opslag en het transport over lange afstanden gaat veel energie verloren. En het is ook nog eens zeer brandbaar.
Daar komt het idee van het Solid-team om de hoek kijken. Met behulp van waterstof kun je roest omzetten in puur ijzer. Dat is beter te bewaren en over langere afstanden te vervoeren dan waterstof. ‘Dan kun je het ijzer bijvoorbeeld maken in landen waar een overschot aan duurzame energie is en vervolgens in schepen vervoeren naar de plek waar de energie nodig is’, zegt Winkel. In Nederland denkt het Solid-team dan vooral aan fabrieken met een grote hittebehoefte: glas-, keramiek- of steenfabrieken.
Als concept klinkt dat mooi, maar ook behoorlijk inefficiënt. Stroom wordt omgezet in waterstof, waterstof in ijzer, ijzer weer in waterstof en waterstof uiteindelijk weer in hitte of in elektriciteit. ‘Natuurlijk gaat bij elke stap energie verloren’, erkent Winkel. ‘Maar over langere afstanden is het inefficiënter om waterstof te vervoeren. Zeker als het niet via een pijplijn kan.’ Je kunt waterstof ook omzetten in ammoniak, maar dat is volgens de berekeningen van Solid niet efficiënter. ‘Terwijl ammoniak een naar chemisch goedje is’, zegt Ter Horst. ‘Ammoniak is handig als grondstof voor bijvoorbeeld kunstmest. Maar als energiedrager is ijzer een veiliger alternatief.’
Na de zomervakantie gaat het Solid-team dus vol vertrouwen beginnen aan Sir Two, een grotere opstelling met een capaciteit van ongeveer 500 kilowattuur. Vergelijkbaar met zo’n duizend fietsaccu’s, een gevaarte dat ongeveer 300 kilo aan ijzer kan bevatten. Uiteindelijk is het doel om in 2027 op de Maasvlakte een installatie op industriële schaal te bouwen.
Maar dat is allemaal aan een volgende lichting studenten. De drie jongens moeten volgend jaar de collegebanken in. Al blijven Winkel en Siebelt nog wel ‘een dag in de week’ bij het project betrokken. ‘Dit is te leuk om nu helemaal mee te stoppen.’
Om u deze content te kunnen laten zien, hebben wij uw toestemming nodig om cookies te plaatsen. Open uw cookie-instellingen om te kiezen welke cookies u wilt accepteren. Voor een optimale gebruikservaring van onze site selecteert u "Accepteer alles". U kunt ook alleen de sociale content aanzetten: vink hiervoor "Cookies accepteren van sociale media" aan.
U bent niet ingelogd
Op alle verhalen van de Volkskrant rust uiteraard copyright.
Wil je tekst overnemen of een video(fragment), foto of illustratie gebruiken, mail dan naar copyright @volkskrant.nl.
© 2023 DPG Media B.V. - alle rechten voorbehouden