‘Warmtebatterij’ biedt kansen voor chemische industrie

" De EU beoogt in 2050 volledig energieneutraal te zijn. Dan moet 100% van onze energie uit hernieuwbare bronnen komen. Maar deze zijn niet altijd beschikbaar. Juist ‘s avonds en in de winter, als de zon niet of minder schijnt, heb je de hoogste energievraag. In de chemische industrie gaat het niet zozeer om het gebruik van zonnewarmte, maar om het efficiënt hergebruiken van zelf geproduceerde restwarmte. In dat kader ontwikkelt TNO een zogenoemde warmtebatterij. Dit biedt kansen voor de chemische industrie omdat grote industriële sites vaak grote hoeveelheden restwarmte creëren die ze óf voor zichzelf zouden willen hergebruiken, óf die kan worden toegepast in de gebouwde omgeving. Dat verbetert enerzijds de energie-efficiëntie ‘on site’ en anderzijds wordt er waarde mee gecreëerd. Om te komen tot kostenefficiënte en schaalbare materialen en systemen, willen we de industrie al in een vroeg stadium bij de ontwikkeling van de warmtebatterij betrekken."

Wordt zo’n systeem niet heel groot?

"Er bestaan al methoden om warmte op te slaan, zoals warmte- en koudeopslag (WKO) in de bodem. Maar die zijn nog niet in elke situatie toepasbaar. Zeker in de gebouwde omgeving is er niet altijd voldoende ruimte beschikbaar. Ook is het verlies erg groot met deze vorm van opslag. Daarom werken we aan een compacte warmtebatterij – denk aan een staande cilinder van 60 tot 200 cm hoog – die voor een heel jaargetijde verliesvrij warmte kan opslaan en die breed kan worden toegepast in de gebouwde omgeving en de chemische industrie.We richten ons op zouthydraten die reversibel kunnen dehydrateren en hydrateren. Dit zijn zogeheten thermochemische materialen (TCM’ s). Als je het zouthydraat opwarmt en hierbij dehydrateert, sla je de warmte er als het ware in op. In dat proces genereer je het zout en water – die je gescheiden van elkaar bewaart. Warmte wordt weer gegenereerd door een exotherme reactie wanneer je het zout en water weer samenbrengt."

Welke problemen moeten worden opgelost?

"Zouthydraten hebben een inherent hoge opslagcapaciteit en zijn bovendien heel goedkoop. Maar het zijn ook instabiele verbindingen. Tijdens de dehydratatie en hydratatie kunnen ze versmelten of zelfs uit elkaar vallen. Dan verandert de performance en kan de reactor op termijn zelfs verstoppen. Daarom onderzoeken we hoe de stabiliteit van die materialen kan worden verbeterd. Door middel van micro-encapsulatie verwachten we de stabiliteit te verbeteren, door de zouthydraatdeeltjes fysiek te omhullen met een polymeermateriaal dat inherent stabiel is onder de betreffende omstandigheden. Dit principe hebben we al aangetoond, maar verder onderzoek is nodig om tot een schaalbare oplossing te komen. Is het composietmateriaal stabiel, dan kun je het verschillende keren achter elkaar gebruiken. Bovendien is gebleken dat je dan ook de snelheid van het proces kunt sturen."

Wat maakt dit onderzoek zo bijzonder?

"We voelen allemaal aan dat we meer hernieuwbare energie moeten gaan gebruiken en dat we beter moeten omgaan met de beschikbare (rest)warmte, maar op dit moment hebben we nog niet alle oplossingen. Energieopslag is een realistisch toepasbare oplossing. De ontwikkeling is gestart in de gebouwde omgeving. Nu zijn er kansen voor de chemische industrie om die in te zetten – als afnemer van de technologie, dan wel als medeontwikkelaar in het consortium. Industriële partijen die de technologie kunnen afnemen én medeontwikkelen zijn onder andere zout- of materiaalproducenten. Degenen die dit aanspreekt, nodig ik van harte uit contact met ons op te nemen."