De grondstoffenschaarste, zoals geïntroduceerd in deel 1 van de publicatie ‘Op weg naar een groene toekomst’, moet op het netvlies van beleidsmakers komen te staan. Om aan de toekomstige Europese vraag naar waterstof te kunnen voldoen, hebben we meer zeldzame grondstoffen nodig dan er beschikbaar zijn. De vraag naar iridium zal de huidige wereldwijde jaarlijkse productie overstijgen (122%) en ook de behoefte aan overige essentiële grondstoffen zal aanzienlijk zijn. Daarmee worden de doelstellingen van het Klimaatakkoord van Parijs pittig. Maar we zien mogelijkheden!

Drie oplossingsrichtingen tegen grondstoffenschaarste

In het tweede deel van de publicatie ‘Op weg naar een groene toekomst’ gaan we in op oplossingen voor het grondstoffenschaarste-probleem. We focussen vooral op de technische oplossingen. Voor het produceren van waterstof heb je een elektrolyser nodig. Bij de ontwikkeling van de elektrolyser valt veel winst te behalen. Onze oplossingsrichtingen zijn daar dan ook op gericht. We onderscheiden drie typen oplossingen:

1. Verlaag afhankelijkheid van de kritieke grondstoffen

Voor deze oplossing ontwerpen we de elektrolyzer zodanig, dat deze minder iridium nodig heeft om waterstof te produceren. Deze techniek staat bekend als Atomic Layer Deposition. Hierbij wordt het materiaal in dampvorm in extreem dunne laagjes aangebracht. Hiermee hebben we ongeveer 15 keer minder iridium nodig.

2. Intensiveer het gebruik van de huidige elektrolyzers.

Je kan meer uit een elektrolyzer halen door bijvoorbeeld de stroomdichtheid te vergroten. Daarmee produceer je meer waterstof. Een andere mogelijkheid is om de levensduur van een elektrolyzer te verlengen.

3. Recycle de kritieke grondstoffen

Er zijn meerdere manieren om de gebruikte ruwe grondstoffen te hergebruiken. Welke manier je toepast hangt van de type elektrolyzer en grondstof. Twee benaderingen die wij als effectief beschouwen zijn de hydrometallurgische behandeling en de Selectieve electrochemische dissolutie.

Strategie 1 heeft meeste impact

Alle bovenstaande strategieën hebben uiteenlopende impact op onze groene ambities. Uit ons onderzoek blijkt dat strategie 1 (Vermindering van kritieke grondstoffen) het meest effectief is. Belangrijk om aan te merken is dat geen van de strategieën op zichzelf het grondstoffen probleem kan oplossen. Daarvoor is het te probleem te groot en complex. Maar willen we de waterstofontwikkelingen tot een succes maken, dan moeten we verder inslaan op de route die we via de 3 strategieën geschetst hebben.

Download paper 2

Alle oplossingsrichtingen voor de grondstoffenschaarste lees je hier

Download paper

In deel 1 van onze publicatie ‘Op weg naar een groene toekomst’ lees je alles over onze analyse van het probleem.

Roadmap

Met elektrolyse grootschalig groene waterstof produceren: Uitdagend, maar mogelijk

Nederland en Europa hebben een route uitgestippeld om in 2050 aan de klimaatdoelen van Parijs te kunnen voldoen. Op papier ziet dat er goed uit. Alleen daarvoor moeten we zeer bewust omgaan met een belangrijk... Lees verder
Ons werk

Schaarste ruwe grondstoffen belemmering voor energietransitie

Als je besluit een huis te bouwen, weet je dat je daarvoor grondstoffen nodig zult hebben. Je weet ook dat die grondstoffen waarschijnlijk ruim voorhanden zullen zijn. Wanneer je een volledig nieuw duurzaam... Lees verder
Thema

Energietransitie: Een duurzame toekomst is de enige toekomst

De ambitie van TNO is om samen met kennisinstellingen, bedrijven en de overheid de energietransitie te versnellen zodat Nederland in 2050 een energiehuishouding zonder CO₂-emissies heeft. Dit biedt het... Lees verder
Kennis

Van grijze en blauwe naar groene waterstof

Productie uit water via elektrolyse met duurzame elektriciteit van zon en wind is een CO2-vrij alternatief. Maar voor het maken van die groene waterstof zijn er nog technologische drempels te slechten.... Lees verder
Ons werk

Productie duurzame waterstof optimaliseren met elektrolyse

Waterstof die momenteel in ons land wordt geproduceerd is vooral bestemd als grondstof voor de productie van kunstmest en het ontzwavelen van brandstoffen. De huidige waterstofproductie is nu gebaseerd... Lees verder
Ons werk

15 dingen die je moet weten over waterstof

Waterstof kan een belangrijke bijdrage leveren aan de energietransitie. Samenwerking is essentieel om waterstof succesvol in te kunnen zetten om bijvoorbeeld bij te dragen aan: CO2-reductie in de industrie,... Lees verder
Contact