auteur: Leo Vogels
Met de vloeibare batterij gaat het licht niet meer uit
Een Duitse start-up denkt een oplossing te hebben voor de opslag van de grote hoeveelheid energie uit zonne- en windparken.
- Een Duitse start-up denkt een oplossing te hebben voor de opslag van de grote hoeveelheid energie uit zonne- en windparken.
- Zijn vloeibare ijzer-zoutbatterij zou een cruciale bouwsteen in de energietransitie moeten worden.
- Een voordeel is dat zout en ijzer als grondstoffen zeer ruim voorradig zijn.
- Nadelen zijn het explosiegevaar bij deze technologie en het grote gewicht van de accu’s.
In de kelder bij hem thuis zette Michael Peither zijn eerste laboratorium op. Als student elektrotechniek begon hij bij het licht van een neonbuis te experimenteren met water, zout en metaal. Zijn doel was een vloeibare batterij te construeren waarin de energie van de zonnepanelen op het dak kon worden opgeslagen. Met een doe-het-zelfhandleiding van internet ging Peither aan de slag. Zonder resultaat. Zijn eerste batterij functioneerde prima, maar had onvoldoende capaciteit om de elektriciteit van de zonnepanelen op te slaan.
Peither gaf niet op. Vooral omdat hij niet alleen was geïnteresseerd in de elektriciteit van zijn eigen dak. Met zijn zelfgemaakte batterij wilde hij een fundamenteel probleem van de energietransitie oplossen. Want hoe meer wordt ingezet op hernieuwbare energiebronnen, hoe meer opslagcapaciteit nodig is. Alleen daarmee kunnen we ons ook van elektriciteit uit zonne- en windenergie voorzien wanneer de zon niet schijnt en er niet genoeg wind is. Er zijn wel bestaande technologieën, maar geen daarvan heeft echt voet aan de grond gekregen. Als alleen de elektriciteit uit de bestaande opslagfaciliteiten voor hernieuwbare energie zou worden gebruikt, gaat in het ergste geval al na een half uur het licht uit.
‘Je zou zelfs ijzer van verroeste spoorrails of fietsframes kunnen recyclen’
Michael Peither, VoltStorage, over de grondstoffen voor de batterij
Voor de opslag van stroom uit hernieuwbare energiebronnen richtte hij zich op ijzer-zoutbatterijen. Die bestaan in wezen uit een cel die elektrische energie omzet in chemische energie en die opslaat in twee tanks met een oplossing van water, zout en ijzer. Om de energie weer vrij te laten komen, wordt de chemische energie omgezet in elektrische energie. Daarmee onderscheiden de oprichters zich bewust van de concurrentie uit China, die vooral werkt met lithium-ionbatterijen. Terwijl lithium een schaarse en dure grondstof is, zijn ijzer en zout bijna overal ter wereld goedkoop en goed verkrijgbaar. ‘Je zou zelfs ijzer van verroeste spoorrails of fietsframes kunnen recyclen’, zegt Peither. Zijn hun ijzer-zoutbatterijen de ontbrekende bouwsteen voor de energietransitie?
Gevaar dat knalgas ontstaat
De mannen werken nog steeds aan hun vinding en hebben die nog niet op de markt gebracht. Kai Peter Birke, onderzoeker aan de universiteit van Stuttgart naar opslagsystemen voor elektrische energie: ‘Het idee is in elk geval veelbelovend.’ Als langetermijnopslagsysteem voor zonne- en windenergie kan het bijdragen aan het slagen van de energietransitie. ‘Maar daarvoor moet de technologie echt volwassen zijn. Zo kan bijvoorbeeld de batterij exploderen als bij het overladen knalgas (oxywaterstofgas) ontstaat.’
Bij vloeibare batterijen bestaat inderdaad het gevaar dat in de oplossing waterstof wordt gevormd, die in combinatie met zuurstof tot een explosie kan leiden. Maar de oprichters van VoltStorage menen ook daarvoor een oplossing te hebben gevonden. ‘Wij scheiden de waterstof af voordat die kan reageren met zuurstof. Het waterstofgas wordt vervolgens teruggevoerd naar de elektrolyt. Voor dat proces hebben we patent aangevraagd’, zegt medeoprichter Bitner.
In het algemeen lijkt VoltStorage de belangrijkste problemen van deze batterijtechnologie in de afgelopen jaren te hebben opgelost. Zo gaan de oprichters ervan uit dat hun opslagunits een enorme levensduur hebben: ze zouden 10.000 laadcycli moeten kunnen doorlopen, dat wil zeggen dat ze twintig jaar zonder capaciteitsverlies kunnen blijven werken. In principe kunnen de opslagunits in containers bij elk wind- of zonnepark worden geplaatst. Er passen vijf ijzer-zoutmodules in een container. Elektriciteit uit zon en wind kan zo 48 uur lang worden opgeslagen.
‘De meeste periodes van windstilte of gebrek aan zonneschijn kunnen zo worden overbrugd’, zegt Bitner. ‘Dat zal ons niet alleen permanent onafhankelijk maken van Russisch gas en gasgestookte elektriciteitscentrales, maar ook de elektriciteitsprijzen doen dalen.’
Niks voor een elektrische auto
Peither en Bitner willen in het openbaar nog niet praten over concrete orders, winstverwachtingen of plannen om naar de beurs te gaan. Maar ze laten zich wel ontvallen dat er twee tot drie grotere pilots met wind- en zonneparken in Duitsland en Europa gepland staan. Er komen al aanvragen uit de Verenigde Staten, Oceanië en Afrika.
De enige vraag die resteert: als het zo’n goed idee is, waarom heeft dan niemand er eerder aan gedacht? Eén reden zou de lage energiedichtheid kunnen zijn, vermoeden de uitvinders. De batterijen zijn aanzienlijk zwaarder en groter dan de alternatieven met lithium. ‘Daarom zijn ze ook niet geschikt voor elektrische auto’s’, zegt Birke.
