Beste Delftse klimaatactie-publicaties: elektrolyse en CO2-opslag

“Begrip van klimaat is ingewikkeld en urgent”, zei Herman Russchenberg op de bijeenkomst. Russchenberg is hoogleraar atmosfeeronderzoek bij Civiele Techniek en Geowetenschappen én pro vice rector magnificus voor Climate Action. “Maar begrijpen alleen is niet genoeg. We willen als TU Delft óók perspectief bieden.”  En precies daarom organiseert de TU Delft elk jaar de verkiezing van het Best Climate & Best Energy Paper Award, voor jonge Delftse onderzoekers die opvallend en relevant onderzoek doen op het gebied van klimaatverandering en duurzame energie.

“Het is alsof we op een keerpunt in de geschiedenis staan, en wij de kans én de mogelijkheden hebben om de wereld ten goede te veranderen”, vulde Peter Palensky aan. De hoogleraar intelligente elektriciteitsnetten aan de faculteit Elektrotechniek, Wiskunde en Informatica prees de finalisten om hun ideeën die “de motor zijn van verandering die we zo hard nodig hebben.”

Uit de finalisten koos de jury twee winnaars: Jorrit Bleeker, promovendus bij Technische Natuurwetenschappen en Lifei Yan, postdoc bij Civiele Techniek en Geowetenschappen (CiTG).

Gasbelletjes bij elektrolyse

Groene waterstof – waterstof gemaakt door elektrolyse van water met groene stroom – is de universele energiedrager en energiebuffer van na de energietransitie. Voor een energiedrager met zo’n centrale rol is het belangrijk dat de opwekking ervan efficiënt gebeurt. Maar dat is niet zo. De waterstof zelf, in de vorm van kleine belletjes, verkleint het reactie-oppervlak. Jorrit Bleeker bedacht een manier om die belletjes af te voeren, namelijk door de druk plots te verlagen. Dat werkt, maar waarschijnlijk niet op grote schaal. Wel is zijn pressure swing een nuttig onderzoeksinstrument om de impact van gasbelletjes te bepalen in verschillende opstellingen zoals elektroden met een schuimstructuur. Zijn winnende publicatie heet: ‘Gas bubble removal from a zero-gap alkaline electrolyser with a pressure swing and why foam electrodes might not be suitable at high current densities’.

De jury riep Bleekers artikel uit tot winnaar van de Best Energy Paper Award en benadrukte dat de kostprijs van groene waterstof een belangrijk aandachtspunt is binnen de energietransitie. Over het onderzoek schreef de jury: ‘Jorrits resultaten dragen hopelijk bij aan een kostenverlaging – enerzijds door de ontwikkelde pressure swing of doordat deze methode nieuwe inzichten biedt in de verschillende typen weerstanden. Daarnaast waarderen we zijn out-of-the-box benadering.’

CO₂-opslag in zoutkoepels

Dr. Lifei Yan werkt aan bij CiTG als postdoc aan het onderzoek van ondergrondse CO₂-opslag in zoutkoepels. Het idee is dat ondergrondse zoutkoepels, meestal ontstaan door zoutwinning, daar zeer geschikt voor zijn vanwege hun grote capaciteit en de poriestructuur van het omhullende zout. Maar door het droge CO₂-gas verdampt water uit de wanden en kristalliseert het zout waardoor de poriën verstopt raken en er een hogere druk nodig is voor de opslag. Yan bestudeerde minutieus het zoutkristallisatieproces op vlakke chips en schreef daarover zijn winnende artikel ‘Dynamics of salt precipitation at pore scale during CO₂ subsurface storage in saline aquifer’.

De jury riep Yans artikel uit als winnaar van de Best Climate Paper Award omdat CO₂-opslag een maatschappelijk relevant onderwerp is dat goed aansluit bij het Delftse Climate Action-programma over negatieve emissies. Over het onderzoek schreef de jury: ‘Je werk combineert verschillende disciplines, waaronder geowetenschappen, micro-imaging en chemie, en presenteert complexe experimenten op een heldere manier. Wij zijn ervan overtuigd dat dit onderzoek een waardevolle bijdrage levert aan de kennis over CO₂-opslag en het verminderen van de netto CO₂-uitstoot.’