Tekort materialen dreigt voor geplande groene waterstofproductie

Thema:
Impact van de energietransitie
15 juni 2021

Nederland zet vol in op de ontwikkeling van de waterstofeconomie: het vervangen van fossiele brandstof door (groene) waterstof uit duurzame bronnen als zon en wind. Alleen blijft in de plannen een belangrijk onderdeel onderbelicht: er dreigt een groot tekort aan de grondstoffen nodig voor de zogenoemde electrolysers om die waterstof te kunnen produceren.

Omdat de beschikbaarheid van deze schaarse ruwe grondstoffen zoals iridium en platina al op korte termijn nijpend wordt, dreigt een groeiend probleem voor de energietransitie. In 2050 zal voor de waterstofproductie in de EU alleen al veel meer iridium nodig zijn dan er nu ieder jaar wereldwijd wordt gewonnen.

Op weg naar een groene toekomst

In een tweetal papers “Op weg naar een groene toekomst” pleit TNO voor meer bewustwording voor dit probleem door het permanent aan de orde te laten komen in klimaatoverleg en een risicomanagementsysteem voor leveringszekerheid op te zetten. Ook kan de overheid overwegen als strategische inkoper op te treden en daarmee prioriteit geven voor deze toepassing van de materialen. Ook verkende TNO in de papers welke strategieën het meest kunnen bijdragen om die dreigende schaarste het hoofd te bieden.

Strategieën

De meeste potentie heeft reductie. Dat wil zeggen om minder materiaal te gebruiken per electrolyser of te zoeken naar vervangende materialen die minder schaars zijn of een mix van technieken. Minder gebruiken is daarvan het meest kansrijk, aldus TNO in de tweede paper (pdf). Andere strategieën en technieken waar TNO naar keek zijn recycling van de materialen aan het eind van de levensduur en electrolysers langer en intensiever gebruiken (efficiency). Al deze technologieën verkeren nog in een pril stadium.

Opdampen met Atomic Layer Deposition

Een belangrijke techniek die TNO op dit moment al op laboratoriumschaal toepast om minder iridium en platina te gebruiken in electrolysers is Atomic Layer Deposition. Hierbij wordt het materiaal in dampvorm in extreem dunne laagjes aangebracht. De beoogde reductie is ongeveer een factor 15-20 keer. Volgende stappen in het onderzoek zijn om met grotere oppervlakten te werken en om informatie te verzamelen over de levensduur van de met deze techniek gemaakt electrolysers.

Meer weten?

Download de twee papers:

Deel 1: Hoe grondstoffenschaarste onze ambities voor groene waterstof en de energietransitie als geheel kan belemmeren (pdf)

Deel 2: Hoe we de grondstoffenschaarste kunnen voorkomen en onze ambities voor groene waterstof kunnen verwezenlijken (pdf)

Laat je verder inspireren

14 resultaten, getoond 1 t/m 5

Doorbraak ontwikkeling elektrolysers: 200 keer minder iridium gebruikt

Informatietype:
Nieuws
24 oktober 2022

Groene waterstof, geproduceerd via elektrolyse met elektriciteit uit zon en wind, speelt een cruciale rol in de transitie van fossiele naar hernieuwbare energie. Iridium is een schaars materiaal dat op dit moment nog onmisbaar is in elektrolysers die werken met de veel gebruikte PEM (Proton Exchange Membrane)-technologie.

Energietransitie groeiende samenwerking overheid en industrie

Informatietype:
Insight
4 juli 2022

De industrie moet veel sneller verduurzamen. Weliswaar is deze sector er tussen 1990 en 2020 in geslaagd de uitstoot van CO2 ten minste met 25% te verminderen, maar in absolute getallen gaat het nog steeds om tientallen megatonnen per jaar. In het Klimaatakkoord hebben overheid en bedrijfsleven afspraken gemaakt de emissies verder te reduceren. Als innovatie- en kennis partner ondersteunt TNO ministeries, provincies, gemeenten en regio’s effectief beleid te voeren. Ook brengen we publieke en private partijen bij elkaar om de versnelling te realiseren. Daarvoor ontwikkelt TNO Green Prints:
een blauwdruk met oplossingen voor het vergroenen van de industrie.

Methaanpyrolyse: waterstof maken zonder CO2-uitstoot

Informatietype:
Artikel
We ontwikkelden een technologie om waterstof schoon te produceren: methaanpyrolyse. Hiermee maken we waterstof zonder CO2-uitstoot.

Met blauwe waterstof naar groene waterstof

Informatietype:
Artikel
Waterstof speelt een sleutelrol in de energietransitie omdat bij het gebruik ervan geen broeikasgassen in de lucht komen. Lees meer over blauwe waterstof.

15 dingen die je moet weten over waterstof

Informatietype:
Artikel
Waterstof kan een belangrijke bijdrage leveren aan de energietransitie. Maar wat is waterstof? En hoe gebruiken we het?