Alternatieven voor PFAS in elektrolysers en brandstofcellen

Thema:
Transitie naar een duurzaam energiesysteem
Schone waterstofproductie
17 mei 2024

Samen met Duitsland, Noorwegen, Zweden en Denemarken heeft Nederland een voorstel geschreven om productie en gebruik van PFAS aan banden te leggen. Dat zijn stoffen waarin onder meer fluorverbindingen voorkomen. Maar het uitbannen van PFAS heeft nadelige gevolgen voor de energietransitie. PEM-elektrolysers en PEM-brandstofcellen, die nodig zijn voor het produceren en gebruiken van waterstof, bevatten een fluor membraan. TNO werkt met onderzoeksinstellingen en bedrijven aan alternatieven.

Gezamenlijke aanpak

In een gezamenlijke verklaring geven Europese Research and Technology Organizations (RTOs), waaronder TNO, aan hoe ze dit vraagstuk bij de kop gaan pakken en welke rol overheden en het bedrijfsleven daarbij kunnen spelen. Want PFAS vormt niet alleen een probleem bij waterstof, maar komt voor in tal van andere producten, componenten en processen die cruciaal zijn in de energietransitie. Te denken valt aan de halfgeleiderindustrie die componenten levert voor een heel scala aan micro-elektronica. Verder komen fluorverbindingen voor in tal van medische producten.

Download hier het ‘Joint Statement of European RTOs on PFAS'

Fluorvrije elektrolysers

TNO heeft zich in het onderzoek met de andere RTOs vooral gericht op wat er moet gebeuren in de waterstofketen om deze zonder PFAS te laten functioneren. Behalve elektrolysers, die water splitsen in zuurstof en waterstof, en brandstofcellen die waterstof in voertuigen of machines weer omzetten in elektriciteit, wordt PFAS ook in andere delen van de keten gebruikt.

“PEM is een van de vier gangbare elektrolysetechnologieën, maar is inmiddels wel dominant in Europa. Wereldwijd hebben we hier een ijzersterke positie met deze technologie. We kunnen in de energietransitie niet zonder PEM-technologie en daarom zetten we vol in op het ontwikkelen van fluorvrije elektrolysers, samen met grote producenten in Nederland en elders in Europa”, vertelt TNO-expert Lennart van der Burg.

tno_edv5008

“We zijn nu al met een paar innovatieve koplopers veelbelovende oplossingen aan het testen om tot een fluorvrij membraan te komen.”

Lennart van der Burg

Cluster Manager Green Hydrogen

Gevolgen voor het bedrijfsleven

Tegelijkertijd doet TNO in opdracht van het ministerie van EZK onderzoek naar de gevolgen van het uitfaseren van PFAS voor het bedrijfsleven. Het gaat om een antwoord op vragen waar en in welke mate PFAS nu in de waterstofketen wordt gebruikt, welke technologische innovaties nodig zijn om de afhankelijkheid hiervan sterk te reduceren en hoe de totale keten er in de toekomst zonder PFAS uit kan zien. Daarbij betrekken de TNO-onderzoekers de ontwikkelingen rond nieuwe generaties elektrolysers die het komend decennium zijn te verwachten.

Veelbelovende oplossingen

“We brengen in kaart wat er aan nieuwe technologie en materialen er nodig is om fluorvrije elektrolysers en brandstofcellen te maken en dat zo snel mogelijk op te schalen”, zegt Lennart. “Veel nadruk zal komen te liggen op onderzoek naar nieuwe materialen die een alternatief kunnen vormen voor de huidige fluorverbindingen. Dat is een complexe puzzel, want het alternatieve materiaal moet kwalitatief minstens zo goed zijn, makkelijk en op grote schaal te produceren en de businesscase moet voor alle betrokken partijen sluitend zijn. PFAS uitbannen lijkt voor veel bedrijven die nu nog producten en componenten met fluor maken een bedreiging, maar door als onderzoeksinstelling de handen ineen te slaan met het bedrijfsleven creëren we juist nieuwe kansen voor onze maakindustrie. We zijn nu al met een paar innovatieve koplopers veelbelovende oplossingen aan het testen om tot een fluorbrij membraan te komen.”

Europese regelgeving

Ook blikt TNO vooruit op de te verwachten wet- en regelgeving vanuit Brussel die uiterlijk in 2025 wordt verwacht. Onderzoek moet uitwijzen welke effecten die zal hebben op de waterstofketen als er een volledige ban komt op PFAS, of als er uitstel komt om alternatieven te ontwikkelen. In het Europese voorstel wordt namelijk rekening gehouden met uitstel van vijf tot twaalf jaar van het verbod voor toepassingen waar nog geen alternatief voorhanden is. Om al deze effecten te identificeren organiseert TNO workshops met kennisinstellingen en bedrijven.

“Strenge Europese eisen bieden ons bedrijfsleven juist grote kansen. Als dat in staat is met fluorvrije producten op de markt te komen, geeft dat een voorsprong op de rest van de wereld. Het zou mooi zijn als we hierdoor nieuwe bedrijvigheid kunnen realiseren”, aldus Lennart van der Burg.

  • TNO (Nederland)

  • Fraunhofer (Duitsland)

  • RISE Research Institutes of Sweden AB (Zweden)

  • VTT Technical Research Centre of Finland (Finland)

  • CEA (Frankrijk)

Laat je inspireren

1256 resultaten, getoond 1 t/m 5

Hoe beschermen we onze onderzeese infrastructuur? Industrie experimenteert veiligheidssystemen voor kust van Scheveningen

Informatietype:
Nieuws
13 juni 2024
De dreiging van sabotage en digitale aanvallen op deze kabels en pijpleidingen is reëel en urgent. Samenwerking met de defensie-industrie is essentieel om deze dreiging het hoofd te bieden.

Energiearmoede: verhalen van bewoners

Informatietype:
Insight
12 juni 2024

TNO demonstreert kas die waarschuwt voor onveilige situaties

Informatietype:
Nieuws
6 juni 2024

TNO ontwikkelt detectiesysteem ter bescherming kabels en pijpleidingen op zeebodem

Informatietype:
Nieuws
6 juni 2024

Semicon equipment lifetime

Informatietype:
Artikel
5 juni 2024