Brandstofcel als ideale opslag van wind- en zonne-energie (?)

Protonbrandstofcel voor de opslag van duurzame energie

Een protongeleidende brandstofcel (afb: WikiMedia Commons)

Duurzaam is mooi, maar ‘onbetrouwbaar’. Een groot deel van de duurzame energie wordt opgewekt met behulp van wind en zon en die kent zijn periodes. Dus moet er worden opgeslagen. Er zijn al heel wat opslagsystemen bedacht, waarvan ik die met steenblokken en hijskranen met het plan Lievense de schranderste vind, maar hét systeem is nog niet gevonden. Elektrische energie omzetten in chemische (batterijen of brandstofcellen) wordt ook vaak genoemd, maar daar zitten nogal wat haken en ogen aan. Nu melden onderzoekers van een mijninstituut in Colorado (VS) dat ze een brandstofcelsysteem hebben ontwikkeld dat vrijwel verliesloos werkt (slechts 2%).
Tesla, fabrikant van elektrische auto’s en energieopslagsystemen, zweert bij batterijen als het gaat om energieopslag, maar batterijen zijn duur en kunnen maar een beperkte hoeveelheid energie opslaan. In theorie is die eindeloos, maar in de betaalbare praktijk hebben we het dan over maximaal een paar uur stroom voor het net.
Je kunt met die energie die je over hebt ook water splitsen. Met behulp van brandstofcellen, waarbij waterstof weer verbonden wordt met zuurstof, kun je dan de aldus opgeslagen energie weer inzetten in het stroomnet of gebruiken voor de aandrijving van voertuigen.
Dan zou je dus twee systemen nodig hebben, elk met het risico van energieverlies. Om die twee processen te koppelen wordt er geëxperimenteerd met protongeleidende brandstofcellen. Daarmee kun je brandstof maken en die weer omzetten in stroom, waarbij je met één stel katalysatoren toe kan om beide chemische processen te bevorderen.

Die protoncellen hebben, net als gewone brandstofcellen of batterijen, twee elektrodes die gescheiden worden door een protondoorlatende keramische elektrolyt (een proton is een positiefgeladen kerndeeltje, een waterstofion bestaat uit een proton). Bij de pool die luchtelektrode wordt genoemd en die een keramische kat bevat worden stoom en elektra toegevoerd. De kat zorgt er voor dat dat water (in stoomvorm) zich splitst in waterstofionen (protonen), elektronen en zuurstof.
De elektronen wandelen via een externe verbinding naar de andere elektrode, de brandstofelektrode, waar ze de protonen ontmoeten die via de keramische elektrolyt naar de andere pool zijn ‘opgestoomd’. In die brandstofelektrode zit een nikkelkatalysator die er voor zorgt dat de protonen worden omgezet in waterstof. (H2).
In de modellen die tot nu toe uitgeprobeerd zijn werkte de nikkelkat goed in de brandstofelektrode, maar de keramische kats in de luchtelektrode waren verre van efficiënt. Slechts 70% van de elektrische energie werd gebruikt voor de splitsing van water. Veel ging verloren in de vorm van warmte en dat is natuurlijk zonde.

98%

Tenminste twee onderzoeksgroepen hebben zich op dat probleem gestort. Beide werkten aan de verbetering van de luchtelektrode. Begin dit jaar meldden onderzoeksters rond Sossina Haile van de Northwesternuniversiteit (VS) dat ze een ‘protoncel’ hadden gefabriceerd met een luchtelektrode die bestaat uit een keramische mengsel van zes elementen die wat beter scoorde dan die 70%: 76%.
De grote verrassing was echter de elektrode die Ryan O’Hayre van de mijnschool in Colorado en zijn medeonderzoekers ontwierpen. Hun keramische legering bestaat uit vijf elementen en is in staat om 98% van de energie om te zetten in de splitsing van water.
Als er weer stroom geleverd moet worden dan wordt de ‘waterstofvormer’ weer een brandstofcel waarbij de eerder gewonnen waterstof wordt verbrand tot water met een elektronenstroom als ‘bonus’.

Haile kan niet anders dan toegeven dat het werk van O’Hayre c.s. indrukwekkend is. Toch vindt ze dat we niet meteen Eureka! kunnen roepen. Het gaat tenslotte in beide gevallen om kleine labopzetten. In het echt moeten die systemen aanzienlijk groter zijn willen ze nuttig zijn. Meestal gaan de prestaties van systemen er niet op vooruit als ze worden opgeschaald. De volgende uitdaging ligt alweer klaar.

Bron: Science

1 thought on “Brandstofcel als ideale opslag van wind- en zonne-energie (?)

  1. From fundraisers to fun getaways there isn’t any no excuse for staying in home
    earlier this week. I will be at a wonderful bridal shower for a solid friend and will miss a
    few of the races. I am counting done to to check
    them out, take several photos and allow me to know the
    way they were!

    Some smaller area rugs can be washed planet washing model.
    But of course you should refer to the instructions that are indicated
    in the region rug. It should be located onto the under side of
    the rug.

    Bianca and Marissa attain the party and tell Scott that they were given his text to
    come over. They want to know just what so imperative.
    Scott tells the couple that he didn’t send a text to these kinds of.
    JR looks on from the tunnels with his gun also bottle of
    liquor, pleased that Marissa and Bianca fell for his hoax.

    Later, Adam asks Brooke to marry him and she or he accepts to marry
    him in front of the party guests. As they congratulate the happy couple,
    Jack runs through the live22 room game about to leave as Erica tells him in order to mention. Jack tells Erica
    that he or she doesn’t offer you a damn what she wants.
    As the stunned crowd watches, Erica ensure Opal that she’ll get Jack back muscles.
    As she does, an armed JR looks through the tunnels at the crowd
    and fires his gun.

    Soundproofing will be the isolating belonging
    to the room looking at the outside scene. It also reduces sound leakage between rooms.

    So, for example, if experience two recording rooms together
    you will need sound proofing to reduce Studio A being laid low
    with Studio B.

    Now verdict that 100% of regular direct rakeback is unmanageable.
    But you really can have greater private sector participation in promotions.
    Let me explain. Imagine you actually are a member personal website.
    Poker and Poker rakeback offer of a half-hour of high dust.

    Following a week observing see your poker rakeback is E 10.
    you be given the opportunity to sign up in our private freeroll with E 50 reward.
    If you win first set up our private freeroll can be an additional $ 10.
    You can be 50 percent of rakeback and a personal award start in a non-public freeroll.

    The Boca Museum of Art – 501 Plaza Real, Boca
    Raton – is also showing Matisse: Voyages, tv which traces
    the development of Matisse’s work form his early canvases to his cut-out
    pieces and chapel decorations. Free for members or with paid Museum admission. 2:30 p.m.

    Overhead lamps are an awesome option in contrast to free-standing lamps.
    Set the overhead lamps just above your sofa and the right height
    present you sufficient light while reading. Also ensure that the lamps match the style of your living room. http://www.paulinaarcklin.net/paulina/travel/time-is-passing-by/

Geef een reactie

Het e-mailadres wordt niet gepubliceerd. Vereiste velden zijn gemarkeerd met *

Deze website gebruikt Akismet om spam te verminderen. Bekijk hoe je reactie-gegevens worden verwerkt.