Expert chemische opslag


Prof.dr. Fokko Mulder

Tel: +31 (0)15 27 84570
E-mail:  F.M.Mulder@tudelft.nl
Website: Onderzoeksgroep Materialen voor energieconversie en -opslag

Opslag van energie

Duurzame energiebronnen, zoals windmolenparken of zonnepanelen, leveren niet continu energie. Om optimaal gebruik te kunnen maken van deze bronnen, is opslag van energie belangrijk. Nieuwe opslagmethoden moeten op zeer grote schaal en met zo min mogelijk verliezen energie opslaan. Elektrische opslag in batterijen geeft de kleinste conversieverliezen. Chemische opslag van energie – in bijvoorbeeld waterstof, methaan (CH4) of ammonia (NH3)– zal altijd grotere conversieverliezen vertonen, maar heeft op termijn de beste papieren om tegen een redelijke prijs grote hoeveelheden energie op te slaan.  

Onderzoek TU Delft

Waterstof kan op verschillende manieren worden geproduceerd en kan met een brandstofcel weer in elektriciteit worden omgezet. De volgende stap is uit waterstof artificiële brandstoffen te maken zoals aardgas (CH4) of ammonia (NH3). Vloeibare artificiële verbindingen zoals NH3 hebben een hoge energiedichtheid en kunnen makkelijk worden vervoerd en opgeslagen. Op dit moment is het nog niet mogelijk uit NH3 weer stroom te produceren met een redelijke efficiëntie. Echter, NH3 is een belangrijke grondstof en de duurzame productie ervan zorgt voor een reductie in de CO2 emissie. Op de lange termijn is het wellicht mogelijk ook uit deze complexe moleculen weer stroom te produceren. Om de stabiliteit op het elektriciteitsnet te waarborgen bij de grootschalige inpassing van fluctuerende bronnen als wind- en zonne-energie, is dus een scala aan nieuwe technologieën nodig. 

De TU Delft ontwikkelt technologie waarmee energie uit duurzame bronnen efficiënt en op de juiste schaal kan worden opgeslagen. Dit doet de TU Delft op de volgende onderzoeksgebieden.

Batterijen

In Delft wordt gewerkt aan de verdere ontwikkeling van de lithium-ion batterijen. De nadruk ligt hierbij op vergroting van de capaciteit, de veiligheid, en verlaging van de kosten van de batterijen. In de toekomst zijn nieuwe batterij-concepten nodig met een grotere opslagcapaciteit en snellere laad- en ontlaadsnelheden. 

Bekijk de animatie over verbeteren van li-ion batterijen door middel van nanotechnologie: 

Voor stationaire opslag van elektrische energie doen we onderzoek naar batterijen die op metaalhydrides zijn gebaseerd (Mg en NiFi). Lees meer

EuroLiion

De TU Delft leidt het onderzoeksconsortium EuroLiion, waarin universiteiten, onderzoeksinstellingen en de accu- en auto-industrie samenwerken om goedkopere, veiliger oplaadbare batterijen te ontwikkelen met een hogere energiedichtheid en vermogensafgifte. 

Waterstof (H2)

Momenteel wordt waterstof vaak geproduceerd uit aardgas. Dat is een efficiënt proces, maar daar komt CO2 bij vrij. In Delft wordt onderzocht hoe waterstof milieuvriendelijker kan worden gemaakt, bijvoorbeeld door middel van zonlicht en water. Voor deze toepassing moeten er betaalbare, duurzame en efficiënte foto-elektrodes worden ontwikkeld.

Lees meer in de persberichten “TU Delft verbetert productie van waterstof uit zonlicht”en “Onderzoek zon-naar-waterstof gehonoreerd”.

  • Onderzoekers van de TU Delft zoeken ook naar alternatieven voor de huidige vorm van waterstofopslag zoals metaalhydriden, zogenaamde MOF-materialen (Metal-Organic Frameworks).
  • Voor de verbetering van het rendement van brandstofcellen ontwikkelen de onderzoekers nieuwe membranen om de bedrijfstemperatuur te verhogen naar 200 graden Celsius. Ook wordt onderzoek gedaan naar ‘solid oxide’ brandstofcellen die bij nog hogere temperatuur werken en met name geschikt zijn voor stationair gebruik. 
  • Membranen die waterstof kunnen scheiden van bijvoorbeeld koolmonoxide of methaangas zijn nodig voor de energiezuinige productie van brandstofcellen. Lees meer 
  • Waterstofsensoren detecteren de aanwezigheid en concentratie van waterstofgas. De huidige sensoren zijn erg duur en moeten herhaaldelijk worden gekalibreerd. In Delft onderzoekt men nieuwe, goedkope en betrouwbare typen van waterstofdetectie-technologie. Lees meer 

Artificiële koolwaterstoffen

Een nieuwe onderzoekslijn is de foto-elektrochemische conversie van CO2 tot CO. In combinatie met H2 kunnen dan op kunstmatige wijze koolwaterstoffen worden gesynthetiseerd. Lees meer hier en hier

Ammonia (NH3)

Bij de TU Delft wordt onderzoek gedaan naar de mogelijkheden om energie op te slaan in ammonia. De voordelen zijn dat de grondstoffen water en stikstof zijn alom voorhanden en bij de verbranding komt geen CO2 vrij daarnaast is ammonia makkelijk op te slaan. Lees meer

Car as Power Plant

Binnen het project Car as Powerplant worden de verschillende aspecten van het rijden op waterstof verder onderzocht. Lees meer hier en hier

Forze Hydrogen Racing Team TU Delft

Het Forze studententeam van de TU Delft ontwerpt en bouwt ieder jaar een nieuwe waterstofracewagen  voor deelname in de Formula Student competitie. Zij doen daar gewoon mee tussen de benzinewagens. De Forze V wagen gebruikt een brandstofcel om 18kW aan elektriciteit te produceren voor twee elektromotoren.

Bij het remmen wordt energie teruggewonnen en opgeslagen. De wagen heeft een topsnelheid van 120 km/h. Hij accelereert in minder dan 5 seconden van 0 naar 96 km/h. Op een volle tank met waterstofgas kan de wagen ongeveer een uur op volle snelheid rijden.

© 2017 TU Delft

Metamenu