Onderzoekers van ETH Zürich doen onderzoek naar het gebruik van ijzer om waterstof veilig en langdurig op te slaan. In de toekomst zou deze technologie gebruikt kunnen worden voor seizoensgebonden energieopslag. Waterstof onder hoge druk of in vloeibare vorm opslaan is duur en inefficiënt. IJzer zou een betere oplossing zijn. In een pilotplant op de Hönggerberg-campus laten onderzoekers zien hoe de grootschalige opslag van waterstof in de toekomst kan veranderen,

ETH Zurich is een openbare onderzoeksuniversiteit in Zürich , Zwitserland . De universiteit werd in 1854 opgericht met als missie om ingenieurs en wetenschappers op te leiden. ETH-onderzoekers Samuel Heiniger (links) en professor Wendelin Stark laten de waterstof in drie reactoren reageren met ijzeroxide. Het ijzer dat ontstaat, is eenvoudig op te slaan en weer om te zetten in waterstof en ijzeroxide.

Het idee is om in de zomer waterstof te produceren uit goedkope zonne-energie, die vervolgens in de winter kan worden omgezet in elektriciteit. Waterstof is echter zeer brandbaar, extreem vluchtig en maakt veel materialen broos. Om het gas van de zomer tot de winter op te slaan, zijn speciale drukvaten en koeltechnologie nodig. Deze vereisen veel energie, zijn zeer kostbaar en waterstoftanks zijn nooit volledig lekvrij, wat schadelijk is voor het milieu en de kosten verhoogt. De waterstof wordt in de testopstelling door de onderzoekers in een roestvrijstalen reactor (foto) gevoerd die is gevuld met natuurlijk ijzererts bij 400 graden Celsius. Daar onttrekt de waterstof de zuurstof aan het ijzererts – wat in chemische termen gewoon ijzeroxide is – en resulteert in elementair ijzer en water.

“Dit chemische proces is vergelijkbaar met het opladen van een batterij. Het betekent dat de energie in de waterstof lange tijd kan worden opgeslagen als ijzer en water, vrijwel zonder verlies,” zegt Stark. Wanneer de energie in de winter weer nodig is, draaien de onderzoekers het proces om: ze voeren hete stoom in de reactor om het ijzer en water weer om te zetten in ijzeroxide en waterstof.

De onderzoekers hebben de technische haalbaarheid van hun opslagtechnologie aangetoond met behulp van een pilot-installatie op de campus Hönggerberg. Deze bestaat uit drie roestvrijstalen reactoren met een capaciteit van 1,4 kubieke meter, die de onderzoekers elk hebben gevuld met 2-3 ton onbehandeld ijzererts dat op de markt verkrijgbaar is.

Als er reactoren zouden worden gebouwd die elk ongeveer 1 GWh aan elektriciteit kunnen opslaan, zouden ze een volume hebben van ongeveer 1.000 kubieke meter. Hiervoor is ongeveer 100 vierkante meter aan bouwgrond nodig. Zwitserland zou ongeveer 10.000 van deze opslagsystemen moeten bouwen om 10 TWh aan elektriciteit in de winter te verkrijgen, wat overeenkomt met een oppervlakte van ongeveer 1 vierkante meter per inwoner.

Foto: ETH-onderzoekers Samuel Heiniger (links, met een pot ijzererts) en professor Wendelin Stark voor de drie ijzerreactoren op de Hönggerberg-campus van ETH Zürich.

Lees ook: duitsland-resato-levert-h2-station-voor-een-van-de-grootste-busvloten-van-europa