EO

Energie opslaan in waterstof 20 keer effectiever met katalysator van platina-nikkel

18 november 2019 om 10:01 uur

Katalysatoren versnellen chemische reacties, maar het hierbij veelgebruikte metaal platina is schaars en duur. Onderzoekers hebben nu een alternatief ontwikkeld met een 20x hogere activiteit: een katalysator met holle nanokooien van een legering van nikkel en platina.Ze willen een elektrolyzer op koelkastformaat ontwikkelen van ongeveer 10 megawatt.


Het onderzoek is gepubliceerd in Science.

 

TU/e-hoogleraar katalyse Emiel Hensen: "Collega-onderzoekers uit China ontwikkelden de legering van platina en nikkel, waarmee de kosten van katalyse omlaag gaan en de activiteit juist omhoog. Bij de TU/e hebben we de invloed van nikkel op de meest belangrijke reactiestappen onderzocht. Hiervoor ontwikkelden we een computermodel gebaseerd op beelden van een elektronenmicroscoop. Met kwantumchemische berekeningen wisten we zo de activiteit van de nieuwe legering te voorspellen, en konden we begrijpen waarom deze nieuwe katalysator zo effectief is."

 

Succesvol getest in brandstofcel

Naast de andere metaalkeuze, wisten de onderzoekers ook de morfologie flink aan te passen. Hensen: "Je wilt zoveel mogelijk metaaloppervlak beschikbaar maken. De ontwikkelde holle nanokooien zijn ook van binnenuit te benaderen. Zo ontstaat een groot oppervlak, waardoor meer materiaal tegelijkertijd kan reageren." Hensen toonde met kwantumchemische berekeningen aan dat de specifieke oppervlaktestructuren die de nanokooien vertonen de activiteit nóg verder verhogen.


Beide oplossingen blijken na het doorrekenen in Hensen's model een 20 keer hogere activiteit op te leveren dan de huidige katalysatoren van platina: een resultaat dat de onderzoekers ook terugvonden in experimentele tests in een brandstofcel. Voor toepassing in een auto of woonhuis moet een katalysator zo stabiel zijn dat hij jarenlang blijft werken. De onderzoekers hebben de katalysator daarom 50.000 ‘ronden' getest in de brandstofcel, en zagen daarbij een te verwaarlozen afname in activiteit.

 

Elektrolyzer in elke wijk

De mogelijkheden voor de nieuwe katalysator zijn legio. Zowel in de vorm van de brandstofcel, als bij de omgekeerde reactie in een elektrolyzer. Zo worden brandstofcellen gebruikt in waterstofauto's, maar ook sommige ziekenhuizen hebben nu al noodaggregaten met brandstofcellen die op waterstof lopen. Een elektrolyzer kan bijvoorbeeld toegepast worden bij windmolenparken op zee of misschien zelfs naast elke windmolen. Vervoer van waterstof is namelijk veel goedkoper dan vervoer van elektriciteit.

 

Hensen droomt verder: "Ik hoop dat we straks in elke wijk een electrolyzer kunnen neerzetten. Dit apparaat van koelkastformaat slaat alle energie van de zonnepanelen op de daken in de wijk overdag op als waterstof. De ondergrondse gasleidingen vervoeren voortaan waterstof, en de CV-ketel in huizen wordt vervangen voor een brandstofcel. Deze laatste zet het opgeslagen waterstof weer om naar elektriciteit. Zo maken we optimaal gebruik van zon."


Maar daarvoor moet de elektrolyzer nog wel flink worden doorontwikkeld. Hensen is daarom samen met andere TU/e-onderzoekers en industriële partners betrokken bij het opstarten van het energie-instituut van de TU Eindhoven. Het doel is om de elektrolyzers die nu op de markt zijn flink op te schalen, tot een elektrolyzer op koelkastformaat van ongeveer 10 megawatt.

 

Reacties (4)

Volgens milieucentraal is het verbruik van een inductiekookplaat rond de 175 Kwh per jaar.
https://www.milieucentraal.nl/energie-besparen/apparaten-en-verlichting/huishoudelijke-apparaten/inductie-kookplaat/
Johan Henselmans, 3 december 2019 08:16
Energie in de zomer opslaan voor gebruik in de winter lijkt onbegonnen werk. De energiedichtheid van waterstof bij atmosferische druk is 11 kJ per liter, om 1000kWh op te slaan is dan zon 360000 liter waterstofgas nodig. Comprimeren naar 600 bar reduceert dat tot 6000 liter, maar dat is nog steeds een forse tank, en misschien net genoeg voor A++ geisoleerd huis met niet te veel elektrische apparatuur. (1000 kWh - dat gaat al bijna op aan elektrisch koken!)
Adrie, 28 november 2019 09:00
gezien de markt lijkt me een electrolizer voor het post saldeertijdperk van 1 kW om H2 op te slaan van de zomer voor de winter een eerdere behoefte , slepen met waterstof wordt duur, wat is de druk die uit zo n electrolizer kan komen ??
jan bozelie, 27 november 2019 07:55
Wat is de verwachting tot een elektrolyzer op koelkastformaat van ongeveer 10 megawatt bereikbaar is voor de consument.
mvgr Jan van Erp.
Jan van Erp, 20 november 2019 17:01
 

Gerelateerd nieuws

Bommetje onder supergeleidingstheorie

Bommetje onder de supergeleidingstheorie

Metingen aan een supergeleider laten een scherpe overgang zien tussen een gewoon metaal en een zogeheten 'vreemd' metaal. Maar wat pas echt vreemd is: de overgang verliest die scherpte weer als de temperatuur…

Wereldrecord energiezuinige dataconversie voor IoT

Wereldrecord energiezuinige dataconversie voor IoT

Het succes van IoT, dat bestaat uit veel kleine en autonoom werkende sensoren, hangt in hoge mate af van het energieverbruik. De energie die nodig is om de fysieke signalen om te zetten in digitale data, kan nog flink…

Thyssenkrupp vervangt gemalen steenkool door waterstof

Thyssenkrupp vervangt gemalen steenkool door waterstof

Thyssenkrupp is in Duisburg gestart met een reeks tests voor het gebruik van waterstof in een werkende hoogoven. De waterstof vervangt gemalen steenkool en wordt gebruikt om zuurstof uit de ijzererts te halen. De…

Webshop

webshop

 

Gratis nieuwsbrief

EOL

 

Product van de maand

RSS
Nieuwe Safety Field Box van Schmersal

Eenvoudige installatie-oplossing voor complexe machines: veiligheidsveldbus met PROFINET/PROFIsafe-veldbusinterface

Focus op

ABB BV
ABB BV

Machineveiligheid, systemen en componenten

B&R Industriële Automatisering BV *
B&R Industriële Automatisering BV *

Perfection in Automation

Elobau Benelux BV *
Elobau Benelux BV *

creating sustainable solutions

Pilz Nederland
Pilz Nederland

Voor industriële (veilige) automatiseringsoplossingen

Ringspann Benelux BV
Ringspann Benelux BV

Partner in aandrijf- en opspantechniek

Rotero Holland BV
Rotero Holland BV

Stappenmotor - Servomotor - Elektro Magneet

Download gratis engineering boeken

A gratis boeken downloaden

 

Agenda

9 december 2019, D&F kantoor Breda

Veiligheid van beweegbare bruggen volgens NEN 6787

10 december 2019, Utrecht

International MicroNanoConference 2019

De actieve betrokkenheid van industrie, wetenschap en gebruikersgemeenschap van microsystemen en...

Meer agendapunten »