Home                       Contact       Aanmelden Nieuwsbrief               InnovationHub

  Plus interview            Passionate People           Blikvangers           Video           Columns
   Innovatie
   Mobiliteit
   Nieuwe Economie
   Nieuw Organiseren
Interview met Wiebrand Kout, oprichter Elestor

Flow Batteries maakt het mogelijk om zeer lage opslagkosten per kWh te realiseren


De basis techniek voor deze toepassing is vrij toegankelijk en het idee hierachter gaat terug naar de jaren ´60. In die periode werd door de Amerikaanse ruimtevaartorganisatie NASA in korte tijd de brandstofceltechnologie ontwikkeld. Brandstofcellenwerken via een elektrochemische reactie op waterstof en zuurstof waarbij veel energie vrij komt. Met deze brandstofcel werd elektrische energie opgewekt, noodzakelijk voor de boordspanning die nodig was voor de astronauten tijdens hun reis. Het vooruitzicht om op de maan bijvoorbeeld lood accu’s te plaatsen was door het gewicht geen optie. Hierdoor ging men op zoek naar een nieuwe manier om energie op te slaan.

De techniek achter de Flow Battery werd al eerder toegepast door NASA, heeft NASA jullie geholpen?

Met het H2+O2 systeem is de stap naar het waterstof/broom-systeem vrij klein. De bouw van deze cel werd door NASA gepatenteerd. In de jaren ´80 verliep het NASA patent en werd het vervolgens opgepakt door Texas Instruments, een Amerikaanse producent van halfgeleider- en computertechnologie. Texas Instruments heeft in de jaren ´80 al een werkend systeem vervaardigd dat meer dan 10.000 uur getest is zonder significante degradatie, iets wat nu met lithium batterijen nog niet mogelijk is! De markttiming van Texas Instruments was op dat moment niet goed. Had je een accu nodig, dan was een lood accu in die tijd goed genoeg. Texas Instruments heeft pionierswerk verricht op een project dat gestopt werd, waarvan ook die patenten weer zijn verlopen. We zijn na 40 jaar onderzoek vrij om deze technologie te gebruiken. Maar het is nog niemand gelukt om deze technologie met succes op te markt te brengen.

In het verleden was je actief op het gebied van waterstof, waardoor kwam die omslag?

Vanaf de jaren '90 is in VN-verband gesproken over vermindering van de uitstoot van auto’s. Begin jaren'90 kwam het Californische instituut CARB met een regel die stelde dat in 2003 10% van alle in Californië verkochte auto’s emissievrij moesten zijn. Dit was een enorme uitdaging voor de auto-industrie. Door deze Californische eis is de ontwikkeling van de brandstofcel op gang gekomen. Vanaf midden jaren '90 en in het eerste decennium van deze eeuw is daar heel veel geld en energie in gestoken. Ik zat daar als ingenieur middenin. Door deze ontwikkeling zijn er heel veel goede materialen ontwikkeld zoals katalysatoren en membranen die ook zeer bruikbaar zijn voor de waterstofbromide Flow Battery. Nu in 2016 zijn de eerste auto’s met de brandstofcel op de markt, maar de vraag naar deze auto´s is nog niet groot. Persoonlijk zie ik de toekomst van de brandstofcel meer van toepassing bij bussen, zwaar transport en schepen. De vraag naar goedkope energieopslag is nu volop aanwezig. De markt is er nu door de enorme ontwikkeling van wind- en zonne-energie.

Je hebt een idee, vervolgens kom je erachter dat voor de ontwikkeling co-creëren noodzakelijk is. Welke stappen hebben jullie hierin gemaakt?

Wij hebben en bewuste keuze gemaakt om intensief samen te werken met verschillende kennisinstituten voor de verdere ontwikkeling van de Flow Battery. Het is een illusie dat je als startup alles in je eentje kunt doen. Daarbij is er al zeer veel kennis beschikbaar. We werken zoveel mogelijk samen in de deelgebieden met kennisinstellingen. We werken samen met de TU/Eindhoven, DNV GL en Alliander in een meerjarig project waar we kijken naar de beste economische inpassing van de Flow Battery. Ook werken we samen met Witteveen+Bos, ECN en de Hogeschool van Arnhem en Nijmegen (HAN University of Applied Sciences). Met hen doen we een onderzoeksproject waarbinnen we voor het eerst een waterstofbromide flowbatterij testen in de stad. Ook zijn er verschillende multinationals die mee ontwikkelen aan de materialen als chemicaliën die wij gebruiken. Je bouwt geen lithium-ion-batterij. De aanpak met goedkope grondstoffen is een grote verandering. Welke grondstoffen zijn dat? Ons uitgangspunt voor energiesopslag is om dit goedkoper te realiseren. Om goedkoop te kunnen produceren begin je bij de materiaalkosten. Een interessante constante kostenpost bij grootschalige industriële productie is dat de maakkosten 1.8 x de materiaalkosten zijn. Dus wil je een batterij heel goedkoop maken begin je niet met lithium naar met een materiaal waarmee je goedkoop energie kan opslaan en dat is waterstofbromide (een anorganische verbinding van waterstof en broom, HBr). Deze grondstof komt uit zeewater en dat is in voldoende mate aanwezig. Je kunt het dus ook wereldwijd produceren en dit plaatst ons ook in een nieuwe economische dynamiek ten opzichte van concurrenten die wel schaarse grondstoffen gebruiken. De actieve materialen die in de Elestor-batterij zitten, kosten bijna niks. Voor lithium is nu een overproductie waardoor de prijs gunstig is. De verwachting is dat dit snel zal snel veranderen als de auto-industrie volledig overschakelt op elektrisch. Hierdoor zal er dan een schaarste ontstaan aan lithium met als gevolg dat de prijs hiervan omhoog zal gaan. Voor Elestor is het perspectief gunstig, omdat onze grondstof goedkoop is en dat ook blijft als we meer gaan produceren.

Wat is nu nog het grootste probleem voor de Flow Battery?

Ons systeem is niet eenvoudig. Er zijn op dit moment maar drie bedrijven wereldwijd die een proefopstelling hebben van een waterstofbromide flowbatterij. Interessant is dat onze concurrenten allemaal een achtergrond hebben vanuit de brandstofcel technologie. We hebben nu 16.000 uur getest sinds mei 2015. We hebben nu een redelijk betrouwbaar systeem. De basics van het proces hebben we in handen. Wat is nu nog het probleem?
1- We moeten het opschalen tot een betrouwbaar systeem.
2- We worden geconfronteerd met een vrij conservatieve samenleving.
Aangezien we dit vooraf wisten, besteden we onze uiterste aandacht om een goed en betrouwbaar systeem te ontwikkelen, waarbij een groot deel van onze engineering betrekking heeft op veiligheid. De eerste testresultaten bevestigen dat met de Elestor waterstofbromide batterij elektriciteit vijf- tot tienmaal goedkoper kan worden opgeslagen! Deze kostendoorbraak maakt 100% duurzame elektriciteit mogelijk.




Hoe werkt het systeem?

Tijdens het laden wordt waterstofbromide (HBr) gesplitst, waardoor waterstof gas (H2 ) en broom (Br2) ontstaat. Het broom blijft in dezelfde waterige oplossing totdat alle waterstofbromide is weg gereageerd. Op dat moment is de batterij volledig geladen en de waterstof gasdruk maximaal. Voor het ontladen volgen we het omgekeerde proces, waarbij (H2 ) en (Br2) weer HBr vormen, zodat de opgeslagen energie weer vrijkomt. Het is een volledig gesloten chemisch proces waar niets in- of uit gaat, behalve elektrische energie. Bijvoorbeeld nieuwe waterstof tanken is niet nodig. Een leuke bijkomstigheid, waterstofbromide is lichtoranje en broom donkerrood. In ons proces zie je de vloeistof van kleur veranderen. Aan de kleur van de vloeistof kunnen we inschatten hoe vol de batterij is. Deze kleurencombinatie zie je terug in ons Elestor logo.

Kan elektriciteit ook voor een langere periode in de Flow Battery opgeslagen worden?

In het werkingsprincipe van de Flow Battery hebben we capaciteit (in kilowatt uur) losgekoppeld van vermogen (kilowatt). Bij een lithium accu zijn die wel direct gekoppeld, en wil je dan bijvoorbeeld een dubbele opslagcapaciteit, dan krijg je dus ook automatisch twee keer zoveel vermogen. Een Lithium batterij heeft doorgaans een capaciteit die voldoende is voor 1 of 2 uur. Bij ons systeem kun je letterlijk elke combinatie van vermogen en capaciteit vrij van elkaar kiezen. Zo kun je bijvoorbeeld een systeem ontwerpen met een vermogen van 150 kilowatt, dat bijvoorbeeld 2 uur meegaat (ofwel : met een capaciteit van 300 kilowatt uur), maar ook een die 20 uur meegaat (ofwel : met een capaciteit van 3,000 kilowatt uur). Met ons systeem betaal je dan alleen voor de configuratie die je nodig hebt, en precies die unieke eigenschap van Flow Batteries maakt het mogelijk om zeer lage opslagkosten per kWh te realiseren. Dat wil zeggen, mits de kosten voor die chemicaliën dan ook voldoende laag zijn. En daar hebben we voor gezorgd door voor waterstof en broom te kiezen : Hoe groter de opslagcapaciteit van het systeem (ofwel: voor hoe langer je energie eruit kunt halen), hoe groter het kostenvoordeel wordt ten opzichte van Lithium accu’s. Als de batterij eenmaal geladen is dan kan de energie voor een haast onbeperkte tijd opgeslagen blijven. De zogenaamde zelfontlading van de Elestor technologie is vrijwel nihil.

Zal de Flow Battery in eerste instantie ontwikkeld worden voor grootverbruikers?

Ons product is geen concurrent voor de Tesla Powerwall die gericht is op de consument. Wij zien vooral toepassingen op de schaalgrootte van hele woonwijken, ziekenhuizen, bedrijven en industrie terreinen.

Is het denkbaar dat de Flow Battery in de toekomst ook gebruikt kan worden in een elektrische auto?

Ik ben opgeleid tot voertuigtechnisch ingenieur. In 1999 werkte ik als student mee aan een elektrisch raceautootje met een actieradius van 300 kilometer. Ik heb met brandstofcellen veel projecten gedaan. Het is dus zeker iets wat mijn belangstelling heeft, maar het probleem zit nu vooral in de energieopslag voor gebouwen. Daar liggen onze kansen. We staan aan het begin van een nieuwe ontwikkeling waarin nog veel mogelijk is.

Wordt dit een nieuw kantelpunt?

Duurzame energie was in het verleden duur. Zon- en windenergie kan nu al winstgevend opgewekt worden voor rond de 7 cent per kilowattuur. Consumenten betalen op dit moment ca. 20 cent per kilowattuur! Zon- en windenergie is dus al veel goedkoper. Ook is het goedkoper omdat er geen indirecte kosten zijn. De indirecte kosten van bijvoorbeeld een kolencentrale zijn gigantisch waarmee de klimaatvervuiling elke dag groter wordt. Helaas wordt die rekening doorgeschoven naar een nieuwe generatie. Maar zelfs als je alleen naar de directe kosten kijkt, dan ben je met zon- en windenergie nu al beter uit, maar dat gaat nu nog fout in de te dure opslag. En precies dat probleem lost Elestor op.

Plusbusiness
14 november 2016



   Duurzaam Dossier
   In Beeld
   Innovatie Modellen





  Plusbusiness.nl
  Over Plusbusiness.nl
  InnovationHub
  Contact
  Redactie
  Uitgever
  Nettiquette
  Disclaimer
  Persberichten
  Vrijwilligers


  Specials
  Leestafel
  Zeven wetten voor
    innovatie

  Bachelor Master Prijs
  Rondetafelgesprek
  Rondvraag


  Tools
  Kaizen
  Milieubarometer
  Ladder van Lansink
  Innovatiestijlquiz


  Infographics
  Kritieke grondstoffen
  Global resources stock
    check

  Human Development
    Index

  Kondratieff-golven
  Toekomstige
    technologische
    ontwikkelingen

  Ellen MacArthur
  Categorieën
  Innovatie
  Mobiliteit
  Nieuwe Economie
  Nieuw Organiseren
  Passionate People
  Blikvangers
  Video
  Duurzaam Dossier
  In Beeld
  Innovatie Modellen
  3d Printing
  Grondstoffen Strategie
  Deeleconomie
  Integrated Reporting
  Upcycling


  Columns
  Strategische Marketing
  Crowdfunding
  Klantgedreven Innoveren
  Partnershappen
  CSR Issues
  De Consumens
  Boeiend?


  Links
  Global Innovation Index
  Sustainable Society Index
  Gemeentelijke
    Duurzaamheids Index

  Plus interview
  Hester Klein Lankhorst
  Suze van der Meulen
  Roland Amoureus
  Wiebrand Kout
  Ton Van ’t Noordende
  Chris Heutink
  Tom Oostrom
  Ivo de Nooier
  Theo Voskuilen
  Merijn Everaarts
  Stientje van Veldhoven
  Taco Carlier
  Karel Luyben
  Rob van Gijzel
  Jacqueline Cramer
  Bas Ruter
  Femke Groothuis
  Felix Janszen
  Frank van Ooijen
  Herman Hoving
  Ewald Breunesse
  Ton van der Giessen
  Stef Kranendijk
  Max Remerie
  Henk de Bruin
  Hans Kwaad
  Marga Hoek
  André Veneman
  Gerald Schotman
  Marco van Gelder
  Thomas Rau
  Ton van Keken
  Sander Tideman
  Ruud Koornstra

  Volg Plusbusiness.nl


  Afmelden nieuwsbrief

   Facebook

   Twitter

   LinkedIn


  Innovatie Modellen
  Stacey Martix
  Het Ansoff model
  Concurrentiestrategieën
    van Porter

  The Lean Startup methode
  Design Thinking
  Het model van Knoster
  Innovatieradar
  Strategische innovatie
  Zes denkhoeden van De Bono
  Het Belbin model
  Het Nonaka model
  Clusterradar