De studenten hebben een testopstelling gebouwd, de zogenaamde Steam Iron Reactor One (SIR One), waarmee de komende tijd getest gaat worden. De ambitie van het team is om het systeem de komende jaren op te schalen en in 2027 een demo te realiseren in de Rotterdamse haven.
Het systeem werkt als volgt; de energie van waterstof wordt opgeslagen via een reactie met ijzeroxide (ook bekend als roest), waardoor ijzer en water ontstaan. Daarbij dient het strijkijzer als opslagmedium dat gemakkelijk kan worden getransporteerd. Vervolgens moet ijzer, om waterstof te leveren, in contact worden gebracht met stoom, waarna waterstof en ijzeroxide overblijven. Zo ontstaat een kringloop waarin ijzer fungeert als een soort duurzame 'waterstofbatterij', met als kanttekening dat niet waterstof maar ijzer wordt opgeslagen en getransporteerd.
Hoge energiedichtheid
De kleine ijzeren bolletjes (ook wel ijzerpellets genoemd) zijn volgens de studenten een ideale vorm van opslag vanwege hun hoge energiedichtheid. Waterstof wordt nu meestal opgeslagen in tanks onder een druk van 700 bar, om de energiedichtheid te verhogen. IJzer heeft een vele malen hogere energiedichtheid en kan daarom tot drie keer meer energie per volume opslaan dan waterstof onder druk.
Met deze techniek probeert studententeam SOLID samen met partners Metropool Regio Eindhoven , Metalot , RIFT , DNV en TU Eindhoven een van de grote uitdagingen in de energietransitie aan te gaan, namelijk het transporteren en opslaan van groene energie. Met overbelaste elektriciteitsnetten en beperkte opslagmogelijkheden in conventionele batterijen moet groene waterstof een grote rol spelen bij het verduurzamen van vervuilende industrieën.
800 miljoen euro
De Nederlandse overheid investeert al fors in waterstof. Zo trekt het kabinet 800 miljoen euro uit voor een aantal grote waterstofprojecten. "Deze subsidie gaat grotendeels naar de productie van waterstof, maar hoe zit het met de opslag en distributie ervan? In de toekomst kan nog maar dertig procent van de CO2-uitstoot in Nederland worden verduurzaamd via het huidige netwerk van leidingen", legt Max Winkel, team van SOLID uit. manager. “Bedrijven in energie-intensieve industrieën willen vaak verduurzamen, maar elektrificatie is in veel gevallen geen realistische oplossing. Voor hen proberen wij een oplossing te ontwikkelen.”
Timme Ter Horst, Business Manager bij SOLID, vult aan: “Ook ijzerpellets kunnen veiliger vervoerd worden dan de losse variant van waterstof. Hierdoor zijn de veiligheidseisen voor ijzer ook minder streng dan voor waterstof. Ook is ijzer een van de meest voorkomende elementen op aarde, zodat onze technologie in de toekomst een goedkoper alternatief kan bieden voor grootschalige opslag en distributie van waterstof."
Richard van de Sanden , hoogleraar en wetenschappelijk directeur van energieonderzoeksinstituut EIRES , denkt dat de bijdrage van SOLID interessant kan worden voor bedrijven in een echte waterstofeconomie. "Deze techniek is niet helemaal nieuw, al zou je kunnen zeggen dat de techniek terug is uit het verleden. Dit komt omdat ijzer een makkelijk medium is om op te slaan en te vervoeren. Het is goed dat SOLID hiermee bezig is."
Demo in haven van Rotterdam
De studenten gaan de reactor de komende tijd gebruiken om te proberen het proces zo efficiënt mogelijk te maken door onder andere de levensduur van de ijzerpellets te verlengen. Er zijn al plannen om het huidige systeem op te schalen naar SIR Two, met een opslagcapaciteit die 15 keer groter is dan het huidige prototype, gelijk aan 500 kWh. SIR Two moet de basis leggen voor SIR Three. De ambitie van het studententeam is om in 2027 deze demo-opstelling neer te zetten in de Rotterdamse haven, waar de technologie op industriële schaal gedemonstreerd moet worden bij een relevante eindgebruiker.
Dit is niet de eerste keer dat SOLID een baanbrekende technologie heeft ontwikkeld . In 2020 had het studententeam met het Metal Power-consortium een wereldprimeur met de eerste industriële ijzerpoederverbrandingsinstallatie, een project geïnitieerd door professor Philip de Goey . Dat werd gepresenteerd bij brouwerij Bavaria in Lieshout, waar het het brouwproces van warmte voorziet. Momenteel wordt die technologie, waarbij ijzer wordt gebruikt voor warmteopslag, doorontwikkeld door oud-studenten van SOLID in de start-up RIFT, onderzoekers van de TU Eindhoven en het Living Lab Metal Power Consortium. SOLID zelf zal zich blijven richten op het gebruik van ijzer voor waterstofopslag.