Studententeam SOLID verbrandt ijzer in de naam van duurzaamheid

In mijn vorige artikel schreef ik over het Delft Hyperloop team, een van de studententeams van de TU Delft. In dit artikel is het tijd om te kijken naar een studententeam van de TU Eindhoven. Team SOLID is opgericht in 2016 en bestaat tegenwoordig uit ruim 20 studenten. Dit team bouwt geen nieuw transportmiddel, zoals veel van de studententeams in Delft doen, maar ze verbranden ijzer. Dit klinkt misschien apart, maar ik zal in dit artikel uitleggen waarom ze dit doen.

Door: Rafaël Vos. Foto: Bart van Overbeeke/Hollandse Hoogte.

Zoals bij iedereen bekend zijn fossiele brandstoffen vies en vervuilend en willen we daarom een energietransitie bewerkstelligen naar zonne- en windenergie. Deze vormen van energie hebben echter als nadeel dat we geen energie hebben als er geen zon of wind is. Dat kan natuurlijk niet, en om dit te voorkomen is een vorm van opslag nodig. In eerdere artikelen heb ik al laten zien dat batterijen of brandstoffen geproduceerd van CO2 opties zijn om de energie in op te slaan. Team SOLID pakt het echter anders aan en wil zogenaamde metal fuels gebruiken als opslagmedium.

IJzer als batterij

Hoe werken die metal fuels? IJzerpoeder kan je op een gecontroleerde manier verbranden. Hier komt warmte met een hoge temperatuur bij vrij en die energie kan je weer nuttig inzetten. In feite is dit proces hetzelfde als het roesten van ijzer, alleen dan veel sneller uitgevoerd, waardoor de energie in een keer vrijkomt. Net als bij roesten reageert het ijzer met de zuurstof in de lucht en vormt het roestpoeder. Met behulp van duurzaam opgewekte waterstof kan je de roest vervolgens weer omzetten in ijzerpoeder. Op deze manier kan groene energie worden opgeslagen en kan je als het ware je ‘batterij’ weer ‘opladen’, om in bekende termen te blijven.

De keuze voor ijzer als energiedrager heeft verschillende voordelen. IJzer is een van de meest voorkomende elementen en dus ruim voorradig en goedkoop. Daarnaast komt er geen CO2 vrij bij de verbranding, heb je geen zeldzame metalen of brandbaar lithium nodig en produceer je ook geen explosief waterstofgas, zoals bij sommige van de alternatieve opslagmechanismen. Ook heeft het een hoge energiedichtheid, dus veel energie per kilo, en houdt het de opgeslagen energie bijna permanent vast. Dit in tegenstelling tot een batterij, die in de loop van de tijd leegloopt.

Daarnaast hebben metal fuels het voordeel dat er warmte met hoge temperatuur (tot 1800 ⁰C) bij vrijkomt. Allereerst is dit belangrijk omdat de meeste energie die we nodig hebben niet in de vorm van elektriciteit, maar in de vorm van warmte is. Ten tweede vergen sommige processen in de industrie hoge temperaturen en deze zijn moeilijk te bereiken met behulp van elektriciteit.

Op naar de toekomst

Dit is het idee waaraan team SOLID de afgelopen jaren heeft gewerkt. Ze hebben in die tijd een proof of concept gebouwd en laten zien dat het niet alleen een idee is, maar dat het ook werkt in de praktijk. Nu willen ze verder en het systeem opschalen. Ze bouwen samen met hun industriële partners een systeem dat nog meer energie kan leveren. Daarna is het de bedoeling dat dit systeem wordt gebruikt in de Bavaria-brouwerij in Lieshout. Dus de volgende keer dat je een Bavaria drinkt, heb je daar een goed verhaal bij te vertellen.

Het grootste nadeel voor team Solid is de onbekendheid van ijzer als brandstof. De studenten bevinden zich dus echt op onontgonnen terrein, wat natuurlijk ook hartstikke leuk is. Mocht je in Eindhoven studeren, dan kan je zelf deelnemen aan dit innovatieve project. Voor de rest van ons is dit helaas niet mogelijk, maar we kunnen wel blijven volgen hoe dit studententeam een nieuwe vorm van energieopslag creëert.

Bronnen

https://www.teamsolid.org/

https://www.solidsprocessing.nl/newsitem/9450/metaalpoeder-als-duurzame-brandstof-voor-bierbrouwerij.html

https://www.deingenieur.nl/artikel/first-system-to-use-iron-powder-as-fuel-has-been-built