IJzerpoeder als batterij van de toekomst: overal te vinden en opnieuw te gebruiken

Dit artikel komt van AD.nl. Omdat dit artikel gaat over een nieuwe brandstofsoort, beschouwen wij dit als relevante content voor De Mobiliteit voor Morgen. 

IJzer in de tank. Het lijkt een sprookje, maar ijzer heeft een mooie toekomst als brandstof. ,,Schoon aan de haak’’, zonder CO²-uitstoot, aldus onderzoekers op de Technische Universiteit Eindhoven.

Als geestdrift een brandstof zou zijn, hoefden hoogleraren Niels Deen en Philip de Goey nooit te tanken. Net zomin als Mark Verhagen, manager van Team SOLID. Het drietal praat op de TU Eindhoven vol enthousiasme over hun ‘kindje’, een met ijzerpoeder gestookte proefinstallatie die warmte produceert. Het bouwwerk, ontwikkeld door het Metal Power consortium waar Team SOLID toe behoort en gefinancierd door de Provincie Noord-Brabant, heeft geen uitstoot van CO² en het restproduct – roest – kan worden teruggewonnen. ,,Bovendien hoeven we niet bang te zijn dat we ijzer tekortkomen’’, zegt hoogleraar Verbrandingstechnologie De Goey. ,,IJzer is het meest voorkomende element op aarde.’’

Collega Niels Deen (Werktuigbouwkunde) noemt metaalpoeder een veelbelovende energiedrager. ,,Het aanbod van energie uit windturbines en zonnepanelen fluctueert enorm. Bij overaanbod moet je die energie kunnen opslaan. Dat kun je doen met accu’s, maar dat is niet geschikt voor alle situaties, zoals voor de opslag van grote hoeveelheden energie. Wij doen nu onderzoek naar een alternatief: opslag van energie in ijzerpoeder. Als je dat poeder verbrandt, komt de energie vrij in warmte.’’ Deen: ,,Zie het ijzerpoeder als een opgeladen batterij. Bij verbranding haal je de energie eruit en blijft er een lege batterij over in de vorm van roest. Als je van de roest opnieuw ijzerpoeder maakt, heb je de batterij weer opgeladen. Dat kun je telkens herhalen.’’ De capaciteit van ijzerpoeder voor energieopslag is indrukwekkend.

Turbine

Deen: ,,Ook is ijzerpoeder gemakkelijk te transporteren en kan het worden gerecycled. Als je ijzerpoeder verbrandt om met hete gassen een turbine of motor aan te drijven, dan blijft er roestpoeder over. Met waterstof, geproduceerd uit elektriciteitsoverschotten van duurzame bronnen, maak je daar weer ijzerpoeder van. Daarmee trek je de zuurstof uit de roestdeeltjes.’’

Als ijzer zo’n prachtige energiedrager is, waarom werken we daar dan nu pas aan? ,,We doen als mensheid al eeuwen aan metaalverbranding. Denk aan vuurwerk, ontwikkeld door de Chinezen. Maar hoe het allemaal precies werkt, dat weten we pas sinds enkele jaren’’, zegt Philip de Goey. Volgens Niels Deen is er nog een belangrijke reden: ,,Er was altijd een gemakkelijker alternatief: fossiele brandstoffen. Als die ruim beschikbaar en goedkoop zijn en iedereen die wil gebruiken, zoek je niet snel naar alternatieven. Maar we hebben nu de tijdgeest mee. ‘Metal fuels’ profiteren daarvan.’’

Ongeloof

De Goey is er zeker van dat de aandacht voor ijzer als brandstof snel zal groeien. ,,Nu we de toepassing ervan opschalen, wil iedereen meedoen. Geen milligrammen en kleine vlammetjes meer in het lab, nee, we bouwen een industriële verbrandingsinstallatie. Met een vermogen tot 1 megawatt. Bedrijven die eerst zeiden ‘dat is leuk maar laat het maar eens echt zien’, nemen ons project nu erg serieus.’’

Mark Verhagen valt hem bij. ,,Ik was laatst in China en daar zaten ze me vol ongeloof aan te kijken. Maar dat verandert als je laat zien waar je mee bezig bent. Iedereen ziet de potentie op grotere schaal. We werken samen met bedrijven als Shell en Uniper, het vroegere E.ON.’’ De eerste demonstratie dient zich begin dit jaar aan. ‘Om de hoek’, bij Swinkels Family Brewers, de brouwer van Bavaria bier. De Goey: ,,We plaatsen daar een proefopstelling. Die bouwen we niet zelf. Dat doen andere partijen in ons consortium, waaronder bijvoorbeeld Team SOLID.’’

Dat team telt inmiddels zo’n dertig leden. ,,Met allerlei expertises. Niet alleen technici. Ook mensen die commercieel zijn onderlegd’’, zegt Verhagen. De hoogleraren zijn trots op Team SOLID. Deen: ,,Het zijn gedreven studenten die niet betaald worden.’’ De Goey: ,,Je ziet een grote maatschappelijke betrokkenheid.’’

Woonwijkje

Om de installatie commercieel aan de man te brengen, moet er een compacte, meer efficiënte versie komen. ,,Dat kan. Met onze huidige proefinstallatie zou je een woonwijkje van energie kunnen voorzien. Met een kleinere installatie, maar wel met een groter vermogen van 1 tot 10 megawatt, wordt het een aantrekkelijke optie voor bedrijven die van het gas af moeten”, zegt De Goey.

De professoren geloven heilig in hun project, maar het zal maar ‘een deel van de oplossing zijn in het grote milieuvraagstuk’. Auto’s zullen voorlopig niet op ijzerpoeder rijden. ,,Drie andere sectoren zijn al wel heel interessant. We werken met de maritieme sector aan de ontwikkeling van duurzame schepen, aangedreven via de verbranding van ijzerpoeder’’, zegt De Goey. ,,En wat te denken van industrie die om hoge temperaturen vraagt (voor chemische processen van rond de 1000 graden) en kolencentrales. Die kun je stoken met ijzerpoeder. Daar kijken we met Uniper naar.’’ Deen: ,,Als je grote Nederlandse kolencentrales sluit, is dat een enorme kapitaalvernietiging. Als je die kunt ombouwen zonder CO2-uitstoot, met alleen roest als restproduct, dan wordt het aantrekkelijk voor energiebedrijven.’’

IJzererts is er op aarde in overvloed. Maar geldt dat ook voor ijzerpoeder? De Goey: ,,Nee. Er zijn nu zo’n tien leveranciers wereldwijd. Met het huidige aanbod zou je nu tien kolencentrales kunnen ombouwen en van ijzerpoeder voorzien. Maar als de markt erom vraagt, is er snel meer aanbod.’’ Deen: ,,Het grote voordeel is dat je dat poeder één keer maakt. Je kunt het constant hergebruiken. IJzer blijft ijzer.’’

De volgende partijen nemen deel aan het consortium dat aan de verbrandingsinstallatie met ijzerpoeder werkt: EM Group, Romico Engineering Solutions, Heat Power, Metalot3C, TU/e, SOLID, Provincie Noord Brabant, Nyrstar, Enpuls, Uniper.