Mierenzuuraggregaat vervangt dieselaggregaat – maar wat dat precies oplost?

De Omroep Brabant wijdde op 06 april 2022 een uitzending aan de startup DENS uit Helmond, die elektro-aggregaten maakt die gevoed worden met mierenzuur. Zie https://www.omroepbrabant.nl/nieuws/4067143/stroomtekort-helmond-heeft-de-oplossing-met-aggregaat-op-mierenzuur .
Het is een interessante techniek, maar nog niet rijp voor de grote schaal.

Mierenzuur, waterstof en stroom
Mierenzuur is een alledaagse stof. Mieren verdedigen zich ermee, maar het zit, samen met andere stoffen, ook in bijvoorbeeld brandnetels en wespen. Chemisch gezien is het het kleine en iets aggressievere broertje van azijn.
Heel lang geleden werd de stof gedestileerd uit massa’s mieren, maar het gaat al lang anders. Hierover zo meteen meer. Maar hoe dan ook en mogelijk met de dierenliefhebbers in gedachten, heeft men voor mierenzuur (met een onbekend toeslagstofje) de nette fantasienaam hydrozine bedacht.
Op zijn Engels heet mierenzuur formic acid .

Trailer met ene mierenzuuropstelling achter een stadsbus vna Van de Leegte

Op de TU/e werkte het “Team FAST (Formic Acid Sustainable Technologies)” met de stof. In december 2018  was een en ander zo veelbelovend, dat het studententeam als startup verder ging als startup onder de naam DENS.
Een van de projecten van toen het nog een studententeam was, was dat ze een stadsbus van Van de Leegte aanvulden met een Range Extender (REX) in een aanhangwagen en die werkte op mierenzuur. ( https://www.tue.nl/en/news/news-overview/07-07-2017-how-to-power-a-bus-on-formic-acid/ ).

DENS zit nog steeds op de Automotive Campus.

Het cycluskarakter van  mierenzuur (idealiter)
De productie en het verbruik van mierenzuur verlopen cyclisch:

De kringloop heeft een linkerkant en een rechterkant.

Je haalt ergens CO2 vandaan (kan op allerlei manieren), je koppelt dat onder toevoer van energie op aanvaardbare wijze aan waterstof, en er ontstaat mierenzuur. Dat is een vloeistof met een energiedichtheid van ongeveer vier maal die van een batterij. Dat is overigens voor een ‘brandstof’ nog steeds laag.
Die vloeistof kun je in een tank gooien, over de juiste katalysator laten lopen en dan komt die waterstof (alsmede de oorspronkelijke CO2 ) er vanzelf weer uit, waarna die waterstof (bij DENS) gebruikt te worden in een brandstofcel. Daar  komt dan weer stroom en water uit en op die stroom draait een elektromotor.

Men kan op deze wijze bereik mierenzuur naar believen zien als een comfortabele vorm van energieopslag of van waterstofopslag. Een liter van het spul kan 52 gr waterstof opslaan.

Het cycluskarakter van  mierenzuur (in praktijk)
Het probleem is dat DENS en de TU/e vooral de voordelen  benadrukken.
Aan de rechterkant van de cyclus is het mooi weer. Inderdaad is het proces stil en schoon in het gebruik en vloeibare energiedragers werken erg handig.

Het is veel moeilijker om bij DENS of de TU/e iets over de linkerkant van de cyclus te vinden, en daar zit bij dit soort toepassingen meestal de zwakke plek.
Bij DENS vind je slechts, na enig zoeken op de website, dat DENS zijn mierenzuur inkoopt bij Fulltank ( https://fulltank.nl/nl/overige-brandstoffen/hydrozine/ ). Bij die firma vind je evenmin informatie over waar hun mierenzuur vandaan komt.

Bij de TU/e wordt slechts zeer in het algemeen duidelijk dat  het een elektrochemisch proces is. Je hebt water nodig, uiteraard CO2 , groene stroom en katalysatoren. Een cyclusrendement is niet te vinden (hoeveel %  van de oorspronkelijke  groene elektrische energie na de brandstofcel terug te vinden is. Omdat groene stroom vooralsnog schaars is, is het voor de verdelingsprioritering wel van belang dit rendement te kennen.

De TU/e heeft wel een studentengroep die met de elektrochemische productie van mierenzuur  bezig is ( https://www.teamrenewco2.com/the-technology ), maar ook daar geen getallen en publicaties.

Uit de literatuur blijkt dat er veel recente research is. Een Life Cycle Assessment uit 2018 is te vinden op https://core.ac.uk/download/pdf/158329068.pdf en roept nogal wat twijfel op. Wil men tot een Carbon Footprint komen die zin heeft (lager dan die van het gangbare fossiele alternatief), dan moet er nogal wat gebeuren. Met name de opwaardering van het in relatief lage concentraties in water gevormde mierenzuur tot commercieel bruikbare concentraties vroeg (althans t/m 2018) erg veel energie (hetgeen een laag cyclusrendement met zich mee brengt).

Dit terrein is mijn specialiteit niet. Het is mogelijk dat er sinds 2018 technische doorbraken geweest zijn. Ik zie ze niet in de literatuur, maar mijn kennis van de relevante literatuur op dit gebied is beperkt.
Vooralsnog geef ik DENS, vanuit duurzaamheidscriteria redenerend, het voordeel van de twijfel. En ik vind dat de TU/e in dit soort toepassingssituaties een reëel beeld aan de buitenwereld moet geven.

De generator
DENS heeft een verplaatsbare generator op hydrozine gemaakt die gebruikt kan worden in plaats van een dieselgenerator. Op zijn minst is dat voor de omgeving een stuk aangenamer.

Voor sommige toepassingen is de generator ideaal: op bouwplaatsen waar geen elektriciteit is, bij festivals, of als bijvoorbeeld een flat vanwege een verbouwing tijdelijk zonder netaansluiting zit.

Als ik het zelf moet inschatten (mede gezien de vooralsnog lage cyclusrendement) is de generator een nicheproduct voor vooral tijdelijk gebruik in specifieke omstandigheden.
Er is overigens niets mis met een nicheproduct als het binnen zijn beperkingen ingezet wordt.