Onderzoekscentrum voor groene waterstof

Met het Hydrohub MegaWatt Test Centre op het EnTranCe terrein van de Hanzehogeschool in Groningen beschikt ons land over een state-of-the-art onderzoeksfaciliteit voor het optimaliseren en opschalen van elektrolyse. Dat moet de productie van groene waterstof op een hoger plan te tillen. Grootschalige productie van duurzaam opgewekte waterstof is nodig om de industrie CO2-arm te maken.

De bouw van het testcentrum is onderdeel van het Hydrohub Innovatie Programma, geïnitieerd door het Institute for Sustainable Process Technology (ISPT) en een aantal industriepartners die het belang van innovatie rond waterstof zagen en dat concreet wilden vormgeven. De samenwerking werd eind 2017 gestart en is inmiddels uitgegroeid tot ruim dertig deelnemers.

Het consortium bestaat uit kennispartners TNO, universiteiten en hogescholen; havenbedrijven, industriële clusters en bedrijven als Shell, Nouryon, en Yara; de publieke sector met onder andere de Gasunie, provincie’s waaronder Groningen en gemeenten.

Open innovatiecentrum

Het ‘MegaWatt Test Centre’ is een open innovatiecentrum. In eerste instantie voeren we onderzoek rond PEM- en alkaline-technologie een test- en ontwikkelprogramma. Vervolgens biedt het testcentrum op termijn de mogelijkheid aan leveranciers om hun innovatieve producten, zoals componenten voor electrolysers, op industriële schaal te testen en optimaliseren.

Het uiteindelijke doel is om door innovatie de robuustheid, flexibiliteit en efficiency van grootschalige productie van groene waterstof te verbeteren en daarmee kosten te verlagen om zo de energietransitie te versnellen.

Hydroub MegaWatt Test Centre
Hydrohub MegaWatt Test Centre op het EnTranCe terrein van de Hanzehogeschool in Groningen

Productie groene waterstof

TNO en partners doen onder ander in het Faraday lab van TNO in Petten onderzoek naar de ontwikkeling van Alkaline en Proton Exchange Membrane (PEM) elektrolysetechnologie. Dit zijn de twee technologieën die momenteel in de handel verkrijgbaar zijn, maar beide moeten nog aanzienlijk in kosten worden verlaagd om op grote schaal te kunnen worden toegepast.

In beide typen zijn stapels elektrolysecellen geïnstalleerd. Voor de stapels die in de Hydrohub zijn geïnstalleerd, is het belangrijk dat de grootte van de cellen representatief is voor de grootte van de huidige commerciële systemen. Door inzicht in de schaalbaarheid van het elektrolyseproces, zal het binnenkort mogelijk zijn om de resultaten verkregen met kleinere cellen in het lab toe te passen op de prestaties van grote systemen. Dit is een belangrijke stap om de implementatie van innovaties uit het lab in commerciële systemen te versnellen.

Beter en goedkoper produceren

Hoe kunnen we goedkopere en gemakkelijk verkrijgbare materialen gebruiken en tegelijkertijd de levensduur en efficiëntie van het elektrolyseproces verlengen? De ontwikkeling vindt plaats samen met Nederlandse leveranciers van bijvoorbeeld membranen en coatings. Het gaat bijvoorbeeld om het gebruik van duurtesten om op kleine schaal innovatieve materialen te onderzoeken, maar ook om te kijken hoe we de fabricageprocessen van elektrolysers verbeteren en opgeschalen.

Samen leiden deze aspecten tot verbeteringen in het ontwerp van de elektrolyser, die uiteindelijk op representatieve schaal moeten worden toegepast. De combinatie van het Faraday-laboratorium en het Hydrohub-onderzoekscentrum zorgt ervoor dat er meer kennis en ervaring beschikbaar komt met betrekking tot de ontwikkeling en implementatie van waterstofproductie door middel van waterelektrolyse. TNO leidt het onderzoek op het gebied van PEM-elektrolyse binnen de Hydrohub en levert tevens de faciliteiten van het Faraday lab.

Opschalen elektrolyse noodzakelijk

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

De industrie CO2-neutraal

De ontwikkeling van betaalbare waterstofproductie vormt een essentiële stap in de industriële energietransitie naar duurzame circulaire productie, waarbij fossiele grondstoffen en energiedragers plaats maken voor duurzaam geproduceerde grondstoffen en energiedragers.

Van de optimalisatie van de waterstofproductie in het Faraday-lab tot het gebruik van waterstof in mobiliteit en de toepassing ervan in de chemische industrie binnen het VoltaChem-programma, is TNO actief in de hele waterstofketen. De opschalingsactiviteiten in de Hydrohub vormen een belangrijke schakel in de keten tussen materiaalonderzoek en toepassing.

Projecten

De productie van waterstof uit hernieuwbare energiebronnen vereist een dynamische werking van elektrolysers. Procescontrole speelt daarbij een belangrijke rol. Naast de bouw van het Hydrohub MegaWatt Test Center heeft TKI Energie & Industrie de opdracht voor een eerste project gegeven.

De Hydrohub-partners waaronder TNO modelleren en onderzoeken de impact van de variabele werking van de elektrolyser op de prestaties en het elektriciteitsnet. TNO ontwikkelt het besturingsmodel. Het doel is om de algehele operationele efficiëntie van elektrolyse voor groen waterstof productie te verbeteren.

Laat je verder inspireren

5 resultaten, getoond 1 t/m 5

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?

Groene waterstof

Informatietype:
Artikel
Waterstof produceren zonder CO2-uitstoot noemen we groene waterstof. Het is gemaakt uit water via elektrolyse met elektriciteit van zon en wind.

Grootschalige opslag en transport van waterstof

Informatietype:
Artikel
Waterstof opslag is essentieel om CO2-uitstoot te verminderen. We ontwikkelen technologieën en doen proeven naar opslag en transport van waterstof.