Duitse wetenschappers hebben een innovatieve turbine gebouwd die stroom opwekt zonder de verliezen van conventionele compressiesystemen, en daarbij NASA’s record breekt.
Onderzoekers van het KIT hebben een compressorloze waterstofturbine ontwikkeld die een recordduur van 303 seconden aan één stuk kon draaien. Daarmee overtreffen ze het vorige record van NASA van 250 seconden. In eerdere tests draaide de turbine slechts een fractie van een seconde, uit angst dat de verbrandingskamers zouden smelten.
Bij deze tests ging het echter om meer dan alleen snelheid: de turbine wekte voor het eerst daadwerkelijk elektriciteit op, een cruciale mijlpaal in de praktische toepassing van waterstoftechnologie.
Conventionele turbines schieten te kort
Conventionele gasturbines draaien op de Brayton-cyclus. Deze cyclus vereist dat lucht continu wordt aangezogen, gecomprimeerd, gemengd met brandstof en verbrand om energie te leveren. Dit compressieproces verbruikt echter zo’n 50 procent van de geproduceerde kracht, waardoor die energie niet beschikbaar is voor elektriciteitsopwekking.
“Een conventionele gasturbine, zoals die in elektriciteitscentrales of onder vliegtuigvleugels, gebruikt ongeveer de helft van zijn vermogen om lucht samen te persen voor efficiënte verbranding,” legt Daniel Banuti, directeur van het Institute of Thermal Energy Technology and Safety, uit.
Drukgolven vervangen compressoren
Het KIT-team onderzoekt compressorloze turbines, gebaseerd op een techniek die drukwinstverbranding heet. Hierbij ontstaan hoge drukken via detonatiegolven in de verbrandingskamer, waardoor de turbine kan draaien zonder mechanische compressoren.
Het voordeel? Minder bewegende delen en hogere efficiëntie, waardoor een groter deel van de energie beschikbaar is voor elektriciteitsopwekking.
Wereldrecord verbroken
In eerdere tests durfde het KIT-team hun compressorloze turbine slechts een fractie van een seconde te draaien, uit angst dat de verbrandingskamers zouden smelten. In de nieuwste tests draaide de turbine meer dan vijf minuten continu, goed voor 303 seconden, en verbrak daarmee het NASA-record van 250 seconden.
Hoewel de turbine op waterstof draait voor stabiliteit en snelle drukopbouw, is het ontwerp flexibel en kan het elk gasvormig brandstof gebruiken.
“Waterstof is bijzonder geschikt omdat het snel reageert en stabiele drukverhogingen mogelijk maakt,” aldus Banuti. “Bovendien kan waterstof duurzaam worden opgewekt, bijvoorbeeld met zonne- of windenergie.”
Én produceert stroom
Naast het record voor runtime is KIT er ook in geslaagd om direct elektriciteit op te wekken uit de compressorloze turbine. Dat is een grote uitdaging: de zeer snelle en intense verbrandingsprocessen maken stabiele energieoverdracht naar de turbine moeilijk.
“Dit is een belangrijke stap richting een hoog-efficiënte, flexibele waterstofenergie die fossiele brandstoffen kan vervangen,” voegde Banuti toe.
Experiment met veel potentieel
Hoewel het KIT-experiment nog op laboratoriumschaal plaatsvindt, laat het zien dat turbines van de toekomst veel efficiënter en flexibeler kunnen worden. Dit opent nieuwe perspectieven voor grootschalige energieproductie zonder afhankelijkheid van fossiele brandstoffen, en voor toepassingen in de luchtvaart en scheepvaart, waar zonne- en windenergie vaak niet het benodigde vermogen kunnen leveren.
Bovendien toont het experiment hoe waterstof kan worden ingezet als brandstof voor een efficiëntere omzetting in elektriciteit, met aanzienlijk minder energieverlies dan bij conventionele systemen.
Wat er volgt
Het KIT-team presenteert hun turbine live op Hannover Messe van 20 tot 24 april 2026, waar bezoekers kunnen zien hoe de turbine stabiel draait en elektriciteit opwekt. Dit is een van de eerste keren dat een compressorloze waterstofturbine op deze schaal operationeel wordt gedemonstreerd.
Met deze doorbraak komen next-gen turbines een stap dichterbij realiteit, en het experiment laat zien hoe waterstof een praktische, efficiënte en duurzame energiebron kan worden voor de toekomst.
