Toepassingsstudie: Schaalbare productie van elektrokatalytische membramen

VSParticle: minder metalen, meer productiesnelheid van waterstof

Groene waterstof is een van de duurzame oplossingen om de klimaatdoelstellingen te halen. Elektro-katalytische membranen zijn een belangrijk onderdeel voor de realisatie van groene waterstof. Deze membranen worden gecoat met nanodeeltjes die ervoor zorgen dat we efficiënt waterstof kunnen produceren op basis van (duurzame) elektriciteit (elektrolyse). Voor de huidige productiemethode is echter een grote hoeveelheid iridium nodig, een schaars en duur metaal. VSParticle, een spin-out van de TU Delft, heeft een productieproces ontwikkeld waarbij metalen efficiënter worden gebruikt én de productiesnelheid wordt verhoogd.

Met de huidige technologie gaat het niet lukken om op tijd alle benodigde elektrolyzers te produceren die zo hard nodig zijn voor de energietransitie. VSParticle helpt onderzoekers al sinds 2014 met het produceren van nanodeeltjes. Door het realiseren van een beter productieproces vestigt Nederland zich niet alleen als een van de koplopers in nieuwe waterstoftechnologie, maar zorgen we er ook voor de Nederlandse maakindustrie een belangrijke rol krijgt in de nieuwe waterstofeconomie.

De technologie van VSParticle wordt niet alleen toegepast voor de productie van groene waterstof. Het is ook interessant voor het omzetten van waterstof naar elektriciteit (brandstofcellen) en het omzetten van CO2 in nuttige grondstoffen voor de industrie (bijvoorbeeld ethyleen, een grondstof voor kunststoffen). Voor beide worden andere metalen dan iridium gebruikt, maar met de technologie van VSParticle worden deze ook efficiënter benut. Uitgangspunt is het goedkoper maken van de productieprocessen waarbij (schaarse) metalen nodig zijn

Drie voordelen van deze innovatie:

Een beter product, dus uiteindelijk meer opbrengst
Doordat er geen vloeistoffen of chemicaliën gebruikt worden, is het proces niet alleen duurzamer maar levert het ook een kwalitatief beter product op.

De productie van membranen wordt goedkoper

Duurzamere en verantwoorde omgang met schaarse metalen

Tweede testfase

Eind 2020 heeft VSParticle de eerste membranen geproduceerd met dit nieuwe proces. DIFFER heeft deze op kleinschalige manier getest. Daaruit bleek dat het gebruik van iridium met een factor 5 verlaagd kon worden. Om dit nieuwe en betere productieproces snel naar te markt te krijgen, zijn veel meer testen nodig. Daarvoor ontwikkelt VSParticle de membranen en testen TNO (namens het Fieldlab Industrial Electrification) en DIFFER die voor drie applicaties:

  • Elektrolyzers voor de productie van groene waterstof
  • Electrolyzers voor het omzetten van CO2 in nuttige grondstoffen
  • Brandstofcellen

De tests worden gedaan bij TNO in Delft en bij DIFFER in Eindhoven. Doel is het valideren dat de technologie van VSParticle grote voordelen heeft in het productieproces van membranen met katalysator laag.

Vs Particles
Het verschil tussen de huidige productiemethode en de technologie van VSParticle.

Tweede testfase

Eind 2020 heeft VSParticle de eerste membranen geproduceerd met dit nieuwe proces. DIFFER heeft deze op kleinschalige manier getest. Daaruit bleek dat het gebruik van iridium met een factor 5 verlaagd kon worden. Om dit nieuwe en betere productieproces snel naar te markt te krijgen, zijn veel meer testen nodig. Daarvoor ontwikkelt VSParticle de membranen en testen TNO (namens het Fieldlab Industrial Electrification) en DIFFER die voor drie applicaties:

  • Elektrolyzers voor de productie van groene waterstof
  • Electrolyzers voor het omzetten van CO2 in nuttige grondstoffen
  • Brandstofcellen

De tests worden gedaan bij TNO in Delft en bij DIFFER in Eindhoven. Doel is het valideren dat de technologie van VSParticle grote voordelen heeft in het productieproces van membranen met katalysator laag.

Next steps

VSParticle is tijdens deze testen bezig met het opschalen van de productiecapaciteit. De volgende stap is dan om de nieuwe productiemethode samen met potentiële eindgebruikers te toetsen, bijvoorbeeld in het Fieldlab Industrial Electrification. Ook willen we nieuwe toepassingen testen, zoals de productie van duurzame ammonia op basis van groene energie.

Voor wie interessant?

  • Potentiële klanten: bouwers van brandstofcellen of elektrolyzers
  • Stack bouwers
  • Producenten van membranen met katalysator laag

Gerelateerde projecten