Van roest naar ijzerpoeder: chemische opslag – proeffabriek in Cranendonck

De noodzaak van opslag
Wind en zon wisselen sterk. Er is behoefte aan opslagbuffers in allerlei soorten en maten. Daaraan wordt veel onderzoek gedaan, o.a. aan de TU/e .
Het kenmerk van alle energieopslag is dat er twee fasen zijn: een energierijke die kan leveren als er te weinig energie is, en een energiearme die energie op kan nemen als er teveel energie is. Dit beginsel kan op zeer uiteenlopende wijze vorm krijgen. Een voorbeeld is het oppompen van water van laag (energiearm) naar hoog (energierijk).
Dit gaat altijd met verliezen gepaard. Het kost meer energie om het reservoir te vullen dan er vrijkomt als het reservoir geleegd wordt. De verhouding tussen beide heet het cyclusrendement.

Ijzerpoeder als energierijke en roest als energiearme fase
IJzer brandt uitstekend als het maar heel fijn verdeeld is. Dat poeder is de energierijke fase. De vlam kan 1800°C halen. Op het eind is de energiearme fase bereikt en die heet ijzeroxide, in de volksmond roest. Het systeem is o.a. geschikt om hele hete stoom te maken, iets wat in de industrie vaak gevraagd wordt.
Als die roest weer kan worden teruggebracht naar ijzerpoeder, is er een opslagsysteem gecreëerd. En dat kan door er waterstof langs te leiden. En als die waterstof duurzaam is, is de buffer dat ook.

Waterstof
Nu is dit gemakkelijker gezegd dan gedaan.
Bijna alle waterstof op aarde wordt momenteel gemaakt uit aardgas en is dus niet duurzaam (de huidige waterstofauto’s zijn dat dus misschien ook niet). Duurzame waterstof kan ook gemaakt worden door water te splitsen in waterstof en zuurstof (hydrolyse). Dat is een oude, bekende techniek, die echter nog niet groot genoeg opgeschaald is. Daaraan wordt druk gewerkt, o.a. op de TU/e.
Als de hydrolyse plaatsvindt met stroomoverschotten van windturbines en zonneparken, is de ontstane waterstof wel duurzaam. Dat is een gewild goedje: iedereen wil in dezelfde duurzame waterstof-vijver vissen, terwijl die vijver er nog niet is.

Het cyclusrendement is nu ongeveer een kwart (4J zonnestroom wordt ongeveer 1J ijzerpoeder). Dat zegt prof. Deen, die aan het proces meewerkt.

Het schema van de roest-ijzer cyclus

Metalot, Cranendonck en de provincie Noord-Brabant
Op 04 februari 2019 maakte de provincie Noord-Brabant bekend dat ze 1,0 miljoen subsidie gaf ten behoeve van een proeffabriek. Die moet uiteindelijk komen op wat vroeger het Duurzaam Industrieterrein Cranendonck (DIC) heette, en nu Metalot (met een knipoog naar Chemelot dat nu zit op de plak van wat vroeger de DSM heette). DIC/Metalot ligt binnen het hek van de zinkfabriek Nyrstar in Budel-Dorplein (onderdeel van de gemeente Cranendonck).
Het moet een bescheiden proeffabriek worden van 100kW, die vooral het onderzoek dient.

De twee belangrijkste methodes om ijzerpoeder te gebruiken voor beweging te gebruiken:
1) verbranden in lucht en de hete lucht door een Stirlingmotor sturen
2) met water laten reageren en een mengsel maken van stoom en waterstof



Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *

1 × 2 =

This site uses Akismet to reduce spam. Learn how your comment data is processed.