TU-studenten komen met schone energieoplossing voor industrie

De Nederlandse industrie moet uiterlijk in 2022 van het Groningse gas af zijn. Studenten van de TU Eindhoven hebben wellicht een oplossing voor de industriële grootgebruikers. Het gaat om een nieuwe en duurzame technologie: ijzerverbranding.

De Eindhovense studenten bouwden een ‘proof-of-concept’-installatie die warmte en elektriciteit genereert. IJzerpoeder als brandstof heeft de potentie om een belangrijke plaats in te nemen in de toekomstige energievoorziening, volgens Team SOLD van de TU Eindhoven. ‘Het is een prima brandstof zonder CO2-uitstoot en wordt het restproduct volledig hergebruikt. Er zijn daarbij hoge temperaturen haalbaar, wat voor veel industrieën belangrijk is.’

‘Overtollige duurzame energie, van bijvoorbeeld zonnepanelen op zeer zonnige dagen, kan daarbij compact worden opgeslagen in ijzer door roest (ijzeroxide) om te zetten in ijzer. Dat ijzer kan later, wanneer energie nodig is, als brandstof dienen. De ijzeroxide die na verbranding achterblijft, wordt opgevangen en weer gebruikt om energie in op te slaan. Het is dus een volledig circulair proces zonder CO2-uitstoot’, zeggen de studenten. De extra kosten zijn daarbij te overzien, volgens het team. ‘De belangrijkste kostenpost, de brandstof, zal namelijk bij toepassing op industriële schaal tot twee keer zo duur zijn. Maar door de stijgende prijs om CO2 uit te mogen stoten zou de prijs op termijn zelfs lager uit kunnen komen.’

Sluitsteen

De installatie van het Eindhovense Team SOLID is de sluitsteen in dit circulaire proces. De studenten ontwikkelden een installatie die ijzer verbrandt en daarmee heet water, warmte en elektriciteit genereert. De rest van de ‘cirkel’: de productie van ijzer en de recycling van roest is een bestaand procedé. Team SOLID zegt: ‘Hoewel installaties weliswaar nog draaien op fossiele brandstoffen is de verwachting dat dit plaats maakt voor meer duurzame technieken. In Zweden wordt bijvoorbeeld een proeffabriek gebouwd voor ijzerproductie met duurzaam geproduceerd waterstof in plaats van met gas of kolen. IJzer is er daarnaast in overvloed, want het is het meest voorkomende element op aarde.’

Industriële samenwerking?

De installatie van de Eindhovense studenten heeft een vermogen van 20 kilowatt, wat vergelijkbaar is met een gangbare cv-ketel. Een van de belangrijkste verworvenheden van het systeem is dat het snel kan reageren op een wisselende energievraag, aldus het team. Het systeem zou daarbij relatief gemakkelijk zijn op te schalen. ‘Met de hitte drijft het systeem een Stirlingmotor aan die elektriciteit opwekt, warme lucht genereert en warm water. De studenten werkten voor dit project samen met Philip de Goey en Niels Deen, TU/e-hoogleraren in respectievelijk Verbrandingstechnologie en Meerfasenstromingen.’

De volgende stap van het team wordt een mobiele, industriële ‘demonstrator’ met een vermogen van 100 kilowatt. Het team zoekt hiervoor nog industriële partners die mee willen werken aan de ontwikkeling van dit schone alternatief voor fossiele brandstoffen zoals aardgas en kolen.

Bekijk hier hoe de installatie werkt: