Binnen het kader van de klimaatambities zet de Belgische regering sterk in op hernieuwbare energie. Omdat de windmoles niet zomaar op het huidige elektriciteitnet aangesloten kunnen worden, bekijkt men of het mogelijk is om deze energie in een tussenvorm op te slaan. Waterstof is daarbij een heel interessante piste.

Regelmatig verschijnen er berichten in de media over de rol die waterstof zou kunnen betekenen in de energietransitie. Waterstof wordt daarbij vaak naar voren geschoven als een potentiële, niet-vervuilende brandstof en energiedrager voor duurzaam opgewekte energie.

Voor de productie van duurzame waterstof wordt onder andere gekeken naar regio's buiten Europa waar heel wat hernieuwbare energie opgewekt kan worden. Daarbij denkt men onder andere aan de Maghreb, het Arabische Schiereiland of zelfs Chili. 

Er moeten wel nog heel wat uitdagingen overwonnen worden om dit in de praktijk op een rendabele manier mogelijk te maken. Het proces is technisch al perfect mogelijk, maar het kostenplaatje is nog enorm hoog. Het H2-MHYTIC-project probeert hier iets aan te doen.

Context 

Omzetting naar waterstof is een veelbelovende technologie om energie op grote schaal op te slaan. Ten opzichte van batterijen is de investeringskost per kWh beperkt, en verder kan de opslagkost ontkoppeld worden van de omzettingscapaciteit. Daarnaast zijn er ook alternatieve toepassingen mogelijk.

Momenteel is alkalische elektrolyse een beproefde technologie, maar de beperkingen op het vlak van vermogensdensiteit zorgen voor een hoge investeringskost bij verdere opschaling. De PEM-technologie levert een hogere vermogensdichtheid, maar vereist een nog hogere investeringskost wegens de noodzaak aan edele metalen als elektrokatalysatoren.

De bedoeling van het H2-MHYTIC-project is de voordelen van beide technologieën te combineren en de nadelen zoveel mogelijk uit de weg te helpen. De geplande innovaties op het vlak van elektrodes en membranen zullen de productiekost van waterstof verlagen en elektrolyse-installaties op de schaal van MW mogelijk maken.

Aanpak

H2-MHYTIC zet in op de ontwikkeling van een nieuw type elektrolysecel die gebaseerd is op een nieuw hydroxyl uitwisselingsmembraan (HEM) en waarin nanomesh-elektrodes met een extreem hoge porositeit en intern oppervlak worden geïntegreerd. Deze elektrolysecel zal vervaardigd kunnen worden op basis van industrieel opschaalbare productietechnieken.

De voorgestelde HEM-technologie vormt een nieuw paradigma in de productie van groene waterstof, waarbij een efficiëntie van 88% mogelijk wordt. Bovendien wordt er gebruik gemaakt van duurzame materialen, en zijn er voor de productie geen edele metalen vereist. 

Logo's van de projectpartners
Logo's van de projectpartners

Onderzoeksvragen

In het kader van het H2-MHYTIC-project gaan imec en VITO samen met De Blauwe Cluster en UGent op zoek naar innovaties in drie componenten van de elektrolysecel:

  • introductie van een nanomesh-elektrode en de effecten van de nanomesh-geometrie op de fysieke en chemische eigenschappen van de elektrode;
  • nieuwe elektrokatalysatoren (in het bijzonder uit niet-kritische basismaterialen);
  • nieuwe keramische hydroxyl uitwisselingsmembranen (HEMs).

Doel

Het uiteindelijke doel van het H2-MHYTIC-project bestaat erin deze innovaties te combineren in één enkele elektrolytische cel en de functionele eigenschappen van deze cel te karakteriseren bij een verhoogde druk van 20 bar. Daarbij wordt gestreefd naar een efficiëntieratio van 88% of hoger.

Het project ging in januari 2021 van start en het is de bedoeling tegen 2023 de resultaten van het project rond te hebben. In een vervolgtraject zal er dan op commercialisering ingezet worden.

Ook lid worden?

De Blauwe Cluster werd erkend door de Vlaamse overheid als zesde Vlaamse speerpuntcluster. Om optimaal van de unieke diensten van de cluster gebruik te maken en voor de verdere uitbouw van uw netwerk is lid worden een troef.