Verkiezing Industrial Energy Enlightenmentz
of the Year

 

Finalisten Industrial Energy Enlightenmentz

Welke innovatie helpt de industrie probleemloos de energietransitie door te komen? Tijdens de Industrial Energy Enlightenmentz verkiezing gaan we op zoek naar hoopgevende innovaties. Dit jaar strijden Soundenergy, Antecy en Gelion om de titel. De winnaar wordt bekendgemaakt tijdens de European Industry & Energy Summit 2019, 10 en 11 december bij de Kromhouthal in Amsterdam.

David van Baarle

geanimeerde-knop

Thermo-akoestische warmtepomp gebruikt restwarmte voor koeling

De thermo-akoestische warmtepomp was jarenlang een grote belofte. Inmiddels brengt Soundenergy een commercieel product op de markt dat het principe gebruikt om restwarmte in te zetten voor koeling. De potentie in de industrie is enorm en de eerste klanten gebruiken al hun restwarmte om gebouwen te koelen.
Het patent van de thermo-akoestische warmtepomp werd rond de eeuwwisseling al ingediend door innovator Kees de Blok. Daarna werkte ECN jarenlang aan verbetering van het ontwerp. Inmiddels is het briljante idee omgezet in een product dat van het schap te bestellen is. CEO van Soundenergy Herbert Berkhout: ‘De crux bij onze thermo-akoestische warmtepomp is dat er nauwelijks draaiende delen inzitten. Eenvoudig gezegd gebruik je een drukvat met Argon waar je warmte aan toevoegt. Net als een ballon uitzet als hij warm wordt, ontstaat ook in het drukvat een drukverschil. Daarmee is de potentie van de thermische energie omgezet in mechanische energie. Die energie zet net als bij een speaker een geluidsgolf in beweging. Door het gas steeds te laten afkoelen door de omgeving en weer te verwarmen met restwarmte, versterk je de puls.’

Lees meer over de technologie van Soundenergy

Berkhout: ‘We gebruiken twee cilinders die elkaar blijven versterken, waardoor een feedbackloop ontstaat. Vervolgens gebruiken we in de Teac-25 twee andere cilinders die de akoestische energie gebruiken om koude te produceren. Op deze manier biedt het systeem een koelvermogen van 25 kilowatt terwijl er alleen restwarmte ingaat. Natuurlijk zijn er nog wel wat pompjes en elektrische apparatuur nodig om het proces op gang te houden. Maar de energieconsumptie daarvan valt in het niet bij de winst die je haalt uit restwarmte.’

Toepassingen ziet Berkhout genoeg. ‘We kijken waar restwarmte is en behoefte aan koeling. Het meest ideaal is restwarmte van rond de 180 graden Celsius omdat dat het gewenste temperatuurverschil (ΔT) geeft met een buitentemperatuur van rond de 25 graden Celsius. Overigens werkt de warmtepomp ook bij kleinere temperatuurverschillen, maar doorgaans neemt de efficiency toe naarmate de ΔT toeneemt. Het systeem is ook erg vergevingsgezind bij temperatuurfluctuaties en werkt eigenlijk altijd.’

Vast absorptiemiddel vangt CO2 uit de lucht

Het idee om direct CO2 uit de lucht te halen is niet nieuw. Antecy vond wel een manier waarop dat zeer efficiënt gebeurt. De Nederlandse startup is een fusie aangegaan met het Zwitserse Cimeworks waarmee de adsorptietechnologie van Antecy een behoorlijke boost krijgt.
De technologie van direct air capture (DAC) is redelijk eenvoudig: een ventilator leidt een luchtstroom langs een adsorptiemiddel waarna deze verrijkt wordt met kooldioxide. Als het adsorptiemiddel verzadigd is, warmt men deze op zodat hij de CO2 loslaat. Veelgebruikte adsorptiemiddelen zijn alkanolamines zoals mono-ethanolamine (MEA), di-ethanolamine (DEA) en methyldi-ethanolamine (MDEA). Antecy ontwikkelde een vast adsorptiemiddel op basis van kaliumbicarbonaat, een bekend voedingsadditief. Het kaliumzout dat ook wel bekend staat als kaliumwaterstofcarbonaat is zeer hygroscopisch, ofwel: het trekt water aan en houdt het vast.

Lees meer over de technologie van Antecy

Robert Rosa, business developer bij Antecy, geeft aan dat de belangrijkste voordelen van het vaste niet-amine absorptiemiddel de lagere kosten en minder degradatie zijn. Regeneratie van het verzadigde kaliumbicarbonaat gebeurt bij temperaturen vanaf tachtig graden Celsius. Als een DAC in de buurt van de industrie wordt gebouwd, kan deze restwarmte gebruiken voor het regeneratieproces. Of anders zou ook zonnewarmte een optie zijn. Bij die lage temperatuur is het bovendien niet nodig om actief te koelen, maar volstaat de omgevingstemperatuur. Dus bespaar je aan twee kanten energie.’

De samenwerking met Climeworks zet de ontwikkelingen bij Antecy in een versnelling. Rosa: ‘Climeworks bouwt dit soort installaties al op grotere schaal. Wij wilden juist graag opschalen, maar hadden vooral financiële beperkingen. We kunnen de techniek grofweg op twee manieren inzetten: we gebruiken een puntbron om CO2 uit bijvoorbeeld rookgassen te wassen, of we laten een installatie omgevingslucht afvangen en schoonwassen. De efficiency in de eerste variant is uiteraard iets hoger bij de adsorptie, maar maakt bij de desorptie weinig verschil. Het was voor ons dan ook interessant om samen te werken met de industrie, alleen focussen wij met Climeworks op atmosferische afvang.

Gel vervangt vloeistof in redox flowbatterij

Gelion ontwikkelde een redox flow-batterij op basis van een gel. De gel kan stroom voor langere termijn opslaan, maar ook als condensator worden ingezet. De eerste ontwikkelde batterij gebruikt zink en broom als elektrolyt, maar andere combinaties zijn ook mogelijk. Dankzij de gelvorm, kunnen de toxische stoffen niet vrijkomen.
Het vloeistof-tot-gel batterijplatform van Gelion is geschikt voor elektrolytcombinaties van alle vloeistoffen tot vloeistof/gelatine en een innovatief gel elektrolyt. Het gelatine-elektrolyt heeft de mechanische sterkte van een vaste stof met ionische geleiding die dichter bij die van een vloeistof ligt. Die combinatie maakt batterijen (brand)veiliger en duurzamer.

Lees meer over de technologie van Gelion

Dankzij deze flexibiliteit in ontwerp kan het batterijplatform van Gelion worden aangepast aan verschillende toepassingen. Zo kan de batterij zo worden ontworpen dat het opgeslagen energie langzaam vrijgeeft. Maar het is ook mogelijk de energie juist snel vrij te geven, zodat de batterij meer de eigenschappen van een condensator krijgt.
De redox-materialen van Gelion, zink en broom, zijn goedkoop en wereldwijd goed beschikbaar.

De flexibele gels van Gelion voorkomen mechanische spanningsuitval. Zo zijn ze bestand tegen interne stress veroorzaakt door volumeveranderingen tijdens laden en ontladen en externe stress door vervorming.
Niet alleen is de gel niet-brandbaar, maar het is bewezen dat het in een laboratoriumomgeving brandvertragend is. Bovendien zijn alle giftige materialen chemisch gebonden, waardoor ze niet vrijkomen.

Video
Share

Your name

Your e-mail

Name receiver

E-mail address receiver

Your message

Send

Share

E-mail

Facebook

Twitter

Google+

LinkedIn

Sign up

Sign up