Waterstof: van hype naar hoop

Waterstof: van hype naar hoop

Waterstof is al vaker verkocht als één van de ster technologieën in de transitie naar een duurzame economie, toch blijft een grote doorbraak uit. Is een grootschalige introductie van waterstof in onze economie realistisch? Wat zijn de voordelen en nadelen van waterstof? Een korte introductie. Ten eerste is het belangrijk om te weten dat waterstof een energiedrager is, het is dus geen energiebron (zoals bv. steenkool). Er is waterstof in overvloed op de wereld, echter komt het steeds voor in combinatie met andere elementen zoals bijvoorbeeld in water. Daarom moet het via een speciaal proces afgesplitst worden. Naargelang welk proces hiervoor gebruikt wordt onderscheidt de World Energy Council (WEC) 3 verschillende soorten: groene, blauwe en grijze waterstof. Groene waterstof wordt geproduceerd door een proces genaamd electrolyse: hierbij wordt water gesplitst in waterstof en zuurstof, door gebruik te maken van hernieuwbaar geproduceerde elektriciteit. Het ontleent zijn naam aan het feit dat er geen koolstof uitstoot is. Blauw en grijze waterstof worden via hetzelfde proces geproduceerd door het hervormen (‘reforming’) van stoom, maar deze stoom wordt opgewekt met fossiele brandstoffen (bv. gas of olie). Dit process stoot daarom ook CO2 uit, bij grijze waterstof wordt deze losgelaten in de atmosfeer en bij blauwe waterstof wordt 80% tot 90% van de CO2 gecapteerd en opgeslagen. Na productie kan waterstof als brandstof gebruikt worden, in een verbrandingsmotor of om elektriciteit te maken. Een belangrijk aspect van waterstof is dat er bij gebruik, ongeacht de productiemethode, geen koolstof uitstoot vrijkomt. Waterstof kent verschillende interessante toepassingen. Ten eerste kan het gebruikt worden als opslag voor elektriciteit. Batterijen zijn momenteel namelijk enkel geschikt voor korte termijn...
Hoe fast chargers elektrische bussen mogelijk maken

Hoe fast chargers elektrische bussen mogelijk maken

Ze zijn u misschien al opgevallen, de nieuwe palen die aan de bushalte van Heverlee campus uit de grond rijzen. Hoewel ze letterlijk in de schaduw staan van de imposante autogarage van Imec en KU Leuven, zijn deze constructies minstens even interessant. Het gaat namelijk om fast chargers, snelle laadpalen voor elektrische en hybride bussen, die een klassieke verbrandingsmotor (met diesel of benzine) combineren met een elektrische motor en batterij. Een belangrijk struikelblok voor elektrisch rijden is de laadtijd. Hier heeft elektrisch aangedreven openbaar vervoer minder last van dan elektrische privé voertuigen. Aangezien een bus regelmatig stilstaat, hetzij aan een halte tijdens het in- en uitstappen, hetzij aan een terminus tussen twee ritten, ontstaan er automatisch gelegenheden om de batterijen op te laden. In deze sector heet dit opportunity charging. Volgens dit principe laadt een bus altijd kleine beetjes op om zo het volgende laadpunt met zekerheid te kunnen bereiken en dit zonder extra tijdverlies of dus vermindering van oplaadefficiëntie. De fast chargers bieden hiervoor een vermogen tot 600kW. Ter vergelijking: een tank van 30 liter diesel vullen op twee minuten komt overeen met een thermisch vermogen van ongeveer 9MW. Ondanks de veel grotere efficiëntie van elektrische motoren ten opzichte van verbrandingsmotoren, moet een bus dus wel wat langer of vaker aan de laadpaal hangen dan een gemiddelde tankbeurt. De fast chargers in Heverlee maken deel uit van ambitieuze plannen die De Lijn heeft in Leuven en de rest van Vlaanderen. Leuven heeft reeds de meest groene busvloot van Vlaanderen, met een percentage hybride bussen groter dan 60 percent. Vanaf dit najaar krijgt Leuven ook de eerste volledig elektrische...
Energie in de prijzen

Energie in de prijzen

Op 9 oktober werd de Nobelprijs voor chemie uitgereikt aan John B. Goodenough, M. Stanley Whittingham en Akira Yoshino voor de ontwikkeling van de lithium-ion batterij. Naast een beloning voor hun werk in de chemie is dit een erkenning voor het belang van efficiënte energievoorziening. De Nobelprijzen waren echter niet de enige uitreikingen in oktober; verschillende prijzen rond energie werden uitgedeeld aan uiteenlopende ideeën en innovaties.   Tal van prijzen De Nobelprijzen worden toegekend voor prestaties in onder andere de wetenschappelijke domeinen chemie, fysica en geneeskunde. Energie is niet expliciet aanwezig in de lijst, maar door het interdisciplinair karakter kan ze impliciet vervat zitten in één van de laureaten, zoals dit jaar het geval is. Dit betekent zeker niet dat er geen erkenning voor prestaties in energie-innovatie bestaan: deze maand alleen al werden enkele belangrijke prijzen uitgereikt. Op 10 oktober vond namelijk de ENI-award ceremonie plaats, de zogenaamde ‘Nobelprijzen voor de energie’. Die geven internationaal aandacht aan innovatie en research in de energiesector. De drie belangrijkste categorieën zijn onderzoek naar de vermindering van schadelijke uitstoot (Energy transition award), hernieuwbare bronnen en energieopslag (Renewable energy award) en bescherming van de natuur en leefsystemen (Advanced environmental solutions award). Een week ervoor, op 3 oktober, werd de Global energy prize uitgereikt. Het is een internationale prijs gericht op research en technologische ontwikkelingen die knelpunten in de energiesector moeten oplossen.   Herlaadbare energie De Nobelprijs voor chemie ging, zoals vermeld, naar de lithiumbatterij. Eenvoudige herlaadbaarheid en een relatief lange levensduur zorgen dat deze een ideale keuze voor veel toepassingen is. Het eerste leidt tot een efficiënt gebruik in elektrische wagens en bij opslag...
Nieuwe batterijen worden gemaakt van… CO2?!

Nieuwe batterijen worden gemaakt van… CO2?!

Hoe koolstofdioxide kan gaan van staatsvijand tot nuttig product We stoten te veel CO2 uit, dat weet iedereen. Twee doorbraken in de batterijwereld zorgen er nu voor dat het gas kan gebruikt worden om batterijen mee te maken. Die zouden meer energie kunnen opslaan én onze uitstoot kunnen verlagen. CO2 is de grote vijand van iedereen die aan het klimaat denkt. Zelfs de sceptici van harde klimaatregelingen begrijpen dat onze productie van dergelijke broeikasgassen moet dalen. Waarom vangen we onze uitstoot dan niet gewoon op en steken het daarna terug ondergronds? Die techniek, genaamd Carbon Capture & Sequestration, wordt al toegepast maar is zeer duur. Bijkomstig is deze techniek ook zeer energie intensief: bij een elektriciteitsproducerende gascentrale zou namelijk tot 30% van de geproduceerde elektriciteit gebruikt moeten worden om de CO2 te scheiden uit de uitlaatgassen.  Toch kunnen twee recente doorbraken deze techniek binnenkort rendabel maken.   Van gas tot batterij Onderzoekers aan het MIT bedachten een manier om de CO2-productie van een elektriciteitscentrale om te zetten in een bruikbare grondstof. Ze lossen het gas op in een waterige oplossing met daarin een amine (i.e. een organische stof met een stikstofatoom in de keten). Op die manier kunnen ze een efficiënte elektrolyt maken, 1 van de 3 hoofdbestanddelen van batterijen. Samen met een koolstofanode en een kathode gemaakt van lithium, heeft deze batterij het potentieel om tot 7 keer meer energie op te slaan dan een even grote lithium-ion batterij die je nu overal tegenkomt. Stel je voor: een smartphone die een volledige week meegaat, in plaats van één dag. Terzelfdetijd wordt diezelfde batterij gemaakt van koolstofdioxide die onze...

Zonnige historie in donkere dagen

U heeft het vast gehoord, gelezen of gezien. Het Punch Powertrain Solar Team behaalde goud op de Carrera Solar Atacama in Chili. Het was de vijfde editie van de jaarlijkse race en stond bekend als de zwaarste en moeilijkste tot nu toe. Het Punch Powertrain Solar Team is een groep studenten van de KU Leuven. Ze bestaat zowel uit burgerlijk als industrieel ingenieurs. Vroeger stonden ze bekend als het Umicore Solar Team. De organisatie bestaat al sinds 2005 en kwam al met zijn zevende team aan de start. De zonnewagen, de Punch 2 genaamd, overbrugde een afstand van 2600 km in zeven wedstrijdfasen. Nochtans begon de wedstrijd met een valse noot. De wagen was tijdens de kwalificatie van de baan geraakt. De Punch 2 moest als gevolg de wedstrijd als laatste aanvatten. De race bestond uit een kwalificatie, drie stedelijke circuits en drie offshore circuits. Deze laatste zorgde voor de grootste uitdaging. Hoewel hier de dagen somber en grijs zijn, reed de zonnewagen door de Atacama woestijn waar een maximale radiatie van 8.5 kWh/m² gemeten werd op één dag. De gemiddelde zonne energie in België komt overeen met een waarde van 4.06 kWh/m². Redelijk mooi weertje dus, daar in Chili. Bovendien, stonden er ook redelijk wat hoogtemeters op het programma. De langste klim was 3400m. Maar het team had zich goed voorbereid. De zonnewagen was uitgerust met een Twinspeed motor van Punch Powertrain. Deze motor is speciaal ontworpen voor elektrisch aangedreven voertuigen die hogere eisen stellen. Het beschikt over een extra versnelling en zorgt op die manier voor betere prestaties. Een normale elektrische motor beschikt niet over versnellingen. Dit...