De handzame energiebron

,,Dit is een accu”, vertelt prof.dr. J. Schoonman in zijn met boeken volgestouwde kamer aan de Julianalaan. In zijn hand heeft hij een stuk folie van A3-formaat. ,,Drie van dit soort vellen hebben ongeveer evenveel capaciteit als een gangbare loodzuuraccu in een auto. Het grote voordeel van deze accu is onder meer dat het gewicht aanzienlijk lager is.”

Een ander pluspunt van de op lithium gebaseerde ‘folie-accu’ is dat deze hoge temperaturen tot 200 graden Celsius kan verdragen. En het flexibele formaat is soms handig, omdat het bijvoorbeeld de mogelijkheid biedt om de accu achter een zonnepaneel aan te brengen.

Het onderzoek naar de lithiumaccu’s is één van de onderdelen van het Dioc ‘Decentrale productie en opslag van elektriciteit voor grootschalige toepassing van duurzame energie’, dat onder leiding van Schoonman in april 1997 van start is gegaan. Bij het onderdeel ‘productie’ richt het onderzoek zich op zowel zonnecellen als windenergie.
Amorf

Bij zonnecellen draait het onderzoek op twee onderwerpen: amorf-silicium cellen en de Grätzel-cel. Deze laatste cel is, populair gezegd, gebaseerd op het biologische proces waarmee planten zonlicht omzetten in energie. Omdat deze ‘organische’ cellen in principe erg goedkoop te produceren zouden zijn, en omdat de energetische terugverdientijd kort is, zijn de verwachtingen rondom deze cellen hoog gespannen. Een probleem bij de oorspronkelijke, door de Zwitser Michael Grätzel ontwikkelde, cel is dat deze een vloeibare electrolyt bevat.

,,Dat is een potentiële bron van problemen”, verduidelijkt Schoonman. ,,De kans op lekkage is immers altijd aanwezig.” In het Dioc vindt nu onderzoek plaats naar het vervangen van de vloeibare electrolyt door één van vast materiaal. Binnen het cluster ‘productie’ is er verder een project over windenergie. Hierbij gaat de aandacht enerzijds naar offshore windparken op de Noordzee, anderzijds naar kleine windturbines, die in de gebouwde omgeving te integreren zouden zijn, bijvoorbeeld boven op daken van gebouwen. Twee thema’s binnen het Dioc richten zich op het distribueren van de opgewekte duurzame energie, waarbij onder meer inpassingsproblemen binnen het bestaande elektriciteitsnet aan de orde komen.
Opslag

Een beperking bij het toepassen van zonnecellen en van de gedecentraliseerde kleine windturbines is dat deze bij gebrek aan zonlicht of wind geen elektriciteit produceren. Dit maakt opslag van opgewekte elektriciteit noodzakelijk. Vandaar de aandacht van Schoonman voor compacte accu’s, die zowel voor de zonnecellen als voor de decentrale windturbines van nut zoudenkunnen zijn.

Hoewel de offshore windturbines per definitie een aansluiting op het openbare elektriciteitsnet zullen krijgen, wil Schoonman ook onderzoeken of een gedeelte van de buitengaats opgewekte elektriciteit niet op te slaan zou zijn. ,,We willen kijken of het haalbaar is een klein reservoir aan te leggen, om daar zeewater te ontzilten en met behulp van elektrolyse waterstof te produceren”, aldus Schoonman. ,,Waterstof is een erg aantrekkelijke energiedrager, die bijvoorbeeld in brandstofcellen te gebruiken is.”

Het Dioc-project heeft over gebrek aan spin-off niet te klagen. Voor de lithium-accu is vanuit een geheel onverwachte hoek belangstelling ontstaan. Shell maakt voor de winning van olie steeds meer gebruik van horizontale boringen vanuit een verticale boorschacht. Hierbij is remote sensing onmisbaar. Maar de hiervoor benodigde elektriciteit kan niet van een gewone accu komen, omdat de temperatuur op dergelijke diepten in de aarde te hoog ligt. De lithium-accu kan een oplossing bieden, omdat deze hoge temperaturen kan verdragen.

Ook de auto-industrie heeft belangstelling voor de accu. Niet alleen omdat er door de toenemende elektrische apparatuur behoefte ontstaat aan meer accu-capaciteit, maar ook vanwege de elektrische auto. Schoonman: ,,Bij de elektrische auto komt een aantal technieken samen, niet alleen de accu-technologie, maar ook brandstofcellen en de mogelijkheid om zonnecellen op het garagedak voor de energiebehoefte te gebruiken.”

,,Dit is een accu”, vertelt prof.dr. J. Schoonman in zijn met boeken volgestouwde kamer aan de Julianalaan. In zijn hand heeft hij een stuk folie van A3-formaat. ,,Drie van dit soort vellen hebben ongeveer evenveel capaciteit als een gangbare loodzuuraccu in een auto. Het grote voordeel van deze accu is onder meer dat het gewicht aanzienlijk lager is.”

Een ander pluspunt van de op lithium gebaseerde ‘folie-accu’ is dat deze hoge temperaturen tot 200 graden Celsius kan verdragen. En het flexibele formaat is soms handig, omdat het bijvoorbeeld de mogelijkheid biedt om de accu achter een zonnepaneel aan te brengen.

Het onderzoek naar de lithiumaccu’s is één van de onderdelen van het Dioc ‘Decentrale productie en opslag van elektriciteit voor grootschalige toepassing van duurzame energie’, dat onder leiding van Schoonman in april 1997 van start is gegaan. Bij het onderdeel ‘productie’ richt het onderzoek zich op zowel zonnecellen als windenergie.
Amorf

Bij zonnecellen draait het onderzoek op twee onderwerpen: amorf-silicium cellen en de Grätzel-cel. Deze laatste cel is, populair gezegd, gebaseerd op het biologische proces waarmee planten zonlicht omzetten in energie. Omdat deze ‘organische’ cellen in principe erg goedkoop te produceren zouden zijn, en omdat de energetische terugverdientijd kort is, zijn de verwachtingen rondom deze cellen hoog gespannen. Een probleem bij de oorspronkelijke, door de Zwitser Michael Grätzel ontwikkelde, cel is dat deze een vloeibare electrolyt bevat.

,,Dat is een potentiële bron van problemen”, verduidelijkt Schoonman. ,,De kans op lekkage is immers altijd aanwezig.” In het Dioc vindt nu onderzoek plaats naar het vervangen van de vloeibare electrolyt door één van vast materiaal. Binnen het cluster ‘productie’ is er verder een project over windenergie. Hierbij gaat de aandacht enerzijds naar offshore windparken op de Noordzee, anderzijds naar kleine windturbines, die in de gebouwde omgeving te integreren zouden zijn, bijvoorbeeld boven op daken van gebouwen. Twee thema’s binnen het Dioc richten zich op het distribueren van de opgewekte duurzame energie, waarbij onder meer inpassingsproblemen binnen het bestaande elektriciteitsnet aan de orde komen.
Opslag

Een beperking bij het toepassen van zonnecellen en van de gedecentraliseerde kleine windturbines is dat deze bij gebrek aan zonlicht of wind geen elektriciteit produceren. Dit maakt opslag van opgewekte elektriciteit noodzakelijk. Vandaar de aandacht van Schoonman voor compacte accu’s, die zowel voor de zonnecellen als voor de decentrale windturbines van nut zoudenkunnen zijn.

Hoewel de offshore windturbines per definitie een aansluiting op het openbare elektriciteitsnet zullen krijgen, wil Schoonman ook onderzoeken of een gedeelte van de buitengaats opgewekte elektriciteit niet op te slaan zou zijn. ,,We willen kijken of het haalbaar is een klein reservoir aan te leggen, om daar zeewater te ontzilten en met behulp van elektrolyse waterstof te produceren”, aldus Schoonman. ,,Waterstof is een erg aantrekkelijke energiedrager, die bijvoorbeeld in brandstofcellen te gebruiken is.”

Het Dioc-project heeft over gebrek aan spin-off niet te klagen. Voor de lithium-accu is vanuit een geheel onverwachte hoek belangstelling ontstaan. Shell maakt voor de winning van olie steeds meer gebruik van horizontale boringen vanuit een verticale boorschacht. Hierbij is remote sensing onmisbaar. Maar de hiervoor benodigde elektriciteit kan niet van een gewone accu komen, omdat de temperatuur op dergelijke diepten in de aarde te hoog ligt. De lithium-accu kan een oplossing bieden, omdat deze hoge temperaturen kan verdragen.

Ook de auto-industrie heeft belangstelling voor de accu. Niet alleen omdat er door de toenemende elektrische apparatuur behoefte ontstaat aan meer accu-capaciteit, maar ook vanwege de elektrische auto. Schoonman: ,,Bij de elektrische auto komt een aantal technieken samen, niet alleen de accu-technologie, maar ook brandstofcellen en de mogelijkheid om zonnecellen op het garagedak voor de energiebehoefte te gebruiken.”