Deze elektrolyser kan veel goedkoper groene waterstof maken, maar bedrijven moeten hem wel kunnen testen

Deze elektrolyser kan veel goedkoper groene waterstof maken, maar bedrijven moeten hem wel kunnen testen

TNO werkt al jaren aan revolutionaire elektrolysers die veel efficiënter en goedkoper groene waterstof maken uit wind- en zonne-energie. Maar bedrijven die ze gaan kopen willen die technologie eerst testen. Daarom is TNO een samenwerking aangegaan met Avantium, dat hiervoor op grote schaal teststations gaat bouwen en verkopen aan bedrijven. Een belangrijke stap op weg naar de groene waterstofeconomie.

TNO test elektrolysers die veel efficiënter groene waterstof maken. | Credit: TNO

Avantium? Dat is toch dat Nederlandse bedrijf dat biobased kunststoffen en chemicaliën ontwikkelt? Dat met zijn PEF een duurzaam alternatief maakt voor PET? Dat klopt. Maar het heeft ook een grote R&D-afdeling voor de groene chemie en die komt nu prima van pas. Avantium bouwt al teststations voor katalyse (het versnellen van chemische reacties) en gaat dat nu ook doen voor elektrolysers. Daarin wordt water gesplitst in waterstof en zuurstof.

Van 2,5 naar 100 gigawatt

De meeste waterstof wordt nu nog uit aardgas gemaakt. Dat heet grijze waterstof. Voor de noodzakelijke energietransitie is vooral groene waterstof nodig. Dat wordt met energie uit wind of zon gemaakt door elektrolysers. De wereldwijde capaciteit aan elektrolysers bedraagt nu ongeveer 2,5 gigawatt. Alleen al in Europa moet dat de komende tien jaar groeien naar een capaciteit van 100 gigawatt om voldoende groene waterstof te kunnen maken.

Radicaal nieuw ontwerp

Nu is groene waterstof produceren nog twee tot drie keer zo duur als grijze waterstof. Voor de grootschalige productie van groene waterstof is dan ook een compleet nieuw type elektrolyser nodig dat efficiënter en goedkoper werkt en waarvoor minder schaarse grondstoffen nodig zijn. TNO werkt samen met een consortium van technische universiteiten en bedrijven al jaren aan een radicaal nieuw ontwerp met nieuwe componenten en nieuwe materialen die langer meegaan, de zogeheten derde generatie elektrolysers. In 2022 meldde TNO al een doorbraak. Het had een elektrolyser ontwikkeld die 200 keer minder iridium gebruikt. Dat is een extreem schaarse grondstof, waarvan tekorten ontstaan als de groene waterstofproductie wordt opgeschaald. TNO werkt met extreem dunne atoomlaagjes aan de ontwikkeling van elektrolysers met zogeheten Proton Exchange Membranen (PEM). Die technologieën worden getest in laboratoria in Petten en Groningen.

Tekort aan testcapaciteit

TNO krijgt veel vragen van bedrijven naar stations om deze PEM elektrolysers te testen. Maar het publieke kennisinstituut gaat zelf geen teststations bouwen, produceren en verkopen. Dit is immers een commerciële activiteit. Avantium kan dat wel. “Er is wereldwijd een gigantisch tekort aan testcapaciteit. We hebben teststations nodig waar je een of meer cellen van 1 tot 10 vierkante centimeter kunt testen, om nieuwe cellen en membranen te ontwikkelen. Avantium gaat op basis van ons ontwerp deze teststations bouwen en in de markt zetten, dus verkopen aan bedrijven”, legt Lennart van der Burg, clustermanager groene waterstof bij TNO, uit. “Bedrijven gaan namelijk geen nieuwe generatie elektrolysers of componenten daarvan kopen als ze die niet kunnen testen.” Volgens hem is dit een belangrijke stap naar het uiteindelijke doel: wereldwijd betere elektrolysers gebruiken die goedkoper groene waterstof produceren.

Voorzien in behoefte

Avantium R&D Solutions gaat de testunits zowel aan producenten van elektrolysers als aan hun toeleveranciers verkopen. Die hebben ze nodig om de verbeterde technologie te testen. Directeur Steven Oliver van Avantium R&D Solutions: “Wij geloven dat deze samenwerking met TNO twee erkende leiders in R&D en innovatie samenbrengt om de industrie te helpen de ontwikkeling van elektrolyse voor de productie van groene waterstof te versnellen. Op dit moment zijn de bestaande elektrolyse technologieën en productiemogelijkheden onvoldoende om aan de verwachte vraag in de komende jaren te voldoen. Wij geloven dat we kunnen voorzien in de behoefte om de capaciteit van elektrolysers op te schalen en tegelijkertijd het ontwerp van de technologie te verbeteren.”