nieuws

Nieuw onderzoekscentrum voor grootschalige CO2-vrije productie waterstof

20 dec 2018

ECN part of TNO gaat in een nieuw centrum gevestigd in het Energy Transition Centre (EnTranCe) van de Hanzehogeschool Groningen, de zogeheten Hydrohub, de grootschalige duurzame productie van waterstof middels water-elektrolyse onderzoeken.

Zowel waterstofgebruikers als technologieleveranciers kunnen zich aansluiten bij lopende onderzoeksprogramma’s

Neem contact op.

Lennart van der Burg

De Hydrohub is een initiatief van het Institute for Sustainable Process Technology (ISPT) waarin 13 organisaties waaronder ECN part of TNO (zie afbeelding) samenwerken. Deze organisaties hebben de krachten gebundeld om de grootschalige CO2-vrije productie van waterstof in Nederland kosten efficiënt te produceren nog voor 2030. Dit is een belangrijke stap om uiteindelijk de klimaatdoelstellingen te realiseren.

Het betreft een open onderzoekscentrum, waar naast de partners van het consortium, ook andere kennisinstellingen en bedrijven, innovaties uit eigen lab kunnen onderzoeken en testen in elektrolyse-installaties van een halve megawatt. Bij onderzoeken op die schaal wordt duidelijk of er nieuwe problemen de kop opsteken en hoe de technologie zich zal gedragen bij opschaling. Als de elektrolyse-technologie in de Hydrohub eenmaal goed werkt, is deze volgens de initiatiefnemers snel te vertalen naar een elektrolyse-installatie op industriële gigawattschaal.

Groene waterstof productie

In Nederland produceert de industrie jaarlijks zo’n 800.000 ton waterstof voor gebruik in de eigen productieprocessen. Dat gebeurt nu door aardgas bij hoge temperaturen om te zetten in waterstof en CO2. Door over te gaan op elektrische productie van waterstof slaat de industrie twee vliegen in één klap: zowel het aardgasgebruik als de CO2-uitstoot verminderen fors. Daarvoor zijn elektrolyse-installaties nodig die met behulp van duurzaam opgewekte stroom water op grote schaal, goedkoop en efficiënt kunnen omzetten in waterstof en zuurstof.

Lage temparatuur water elektrolyse

ECN part of TNO en partners onderzoeken de ontwikkeling van de Alkaline en Proton Exchange Membrane (PEM) elektrolyse technologie. Dit zijn de twee nu commercieel beschikbare technologieën, maar beiden moeten nog sterk omlaag in kosten om op grote schaal toegepast te kunnen worden.

Voor beide typen worden stapelingen van elektrolyse cellen, zogenaamde stacks, geïnstalleerd. Belangrijk is dat bij de stacks die in de Hydrohub worden geïnstalleerd, de grootte van de cellen representatief is voor de grootte van de huidige commerciële systemen. Door de schaalbaarheid van het elektrolyse proces te begrijpen, wordt het straks mogelijk de resultaten die met kleinere cellen in het lab worden behaald, te vertalen naar de prestaties van grote systemen. Dit is een belangrijke stap om innovaties uit het lab versneld in commerciële systemen te implementeren.

Opschaling is nodig

De huidige beschikbare elektrolyse-installaties met een vermogen van enkele megawatts zijn veel te klein om de industrie van waterstof te voorzien. Om helemaal over te schakelen op duurzame waterstof heeft de industrie elektrolyse-installaties nodig met een totaal vermogen van vele gigawatts (1 gigawatt = 1000 megawatt). Deze installaties moeten relatief goedkoper in aanschaf en veel slimmer zijn dan de huidige kleine installaties. Daarnaast moeten ze betrouwbaar en onderhoudsarm zijn.

Meer kennis beschikbaar

In het elektrochemische laboratorium in Petten, genaamd het ‘Faraday lab’, werkt ECN part of TNO onder andere aan de ontwikkeling van waterstofproductie met behulp van PEM elektrolyse. Hoe kunnen we goedkopere en beschikbare materialen gebruiken en tegelijkertijd ook de levensduur en efficiëntie vergroten van het elektrolyse proces. De ontwikkeling wordt samen gedaan met Nederlandse toeleveranciers van bijvoorbeeld membranen en coatings. Hierbij worden bijvoorbeeld met behulp van duurtesten innovatieve materialen onderzocht op een kleine schaal. Maar ook wordt gekeken hoe je de fabricageprocessen voor elektrolysers kunt verbeteren en opschalen. Deze aspecten samen leiden tot verbeteringen in het ontwerp van de elektrolyzer, die uiteindelijk op een representatieve schaal toegepast moeten worden. De combinatie van het Faraday laboratorium en het Hydrohub onderzoekscentrum dienen ervoor om te zorgen dat er meer kennis en ervaring beschikbaar komt over de ontwikkeling en inzet van waterstofproductie door middel van waterelektrolyse. ECN part of TNO leidt het onderzoek op het gebied van PEM elektrolyse binnen de Hydrohub, en stelt ook faciliteiten van het Faraday lab ter beschikking.

CO2vrije productie hele keten

Ontwikkeling van betaalbare waterstofproductietechnologie vormt een essentiële stap in de transitie van de industrie naar een duurzame circulaire productie, waarbij fossiele grondstoffen en energiedragers plaatsmaken voor duurzaam geproduceerde grondstoffen en energiedragers. ECN part of TNO is actief in de hele waterstof keten. Van optimalisatie van de waterstof productie in het Faraday lab tot aan het gebruik van waterstof in mobiliteit en de toepassing in de chemische industrie binnen het VoltaChemprogramma. De activiteiten in het Hydrohub op gebied van opschaling vormen een belangrijke schakel in de keten van materiaalonderzoek tot toepassing.

Ons werk

HESI-faciliteit: versneld grootschalige toepassing slimme energiesystemen

Lees verder
Nieuws

Investeringen in vier TNO-laboratoria cruciaal voor energietransitie

15 oktober 2018
Om de maatschappelijke opgave op energie- en klimaatgebied aan te gaan is dringend een impuls nodig in de hoogwaardige onderzoekinfrastructuur en testfaciliteiten. Dat geldt met name op de terreinen elektrochemische... 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

VOLG TNO OP SOCIAL MEDIA

blijf op de hoogte van ons laatste nieuws, vacatures en activiteiten

Op TNO.nl maken we gebruik van cookies. De daarin opgeslagen informatie kan bij een volgend bezoek weer naar onze servers teruggestuurd  worden.