1: Heated sand: de batterij die seizoenen overbrugt
Duurzame energie is niet altijd consistent aanwezig. Laten we eens naar kijken hoe een van de meest voorkomende elementen op aarde dit probleem op kan lossen: zand. Polar Night Energy, een Finse start-up, heeft baanbrekend werk verricht met zandbatterijen, een innovatieve methode om thermische energie op te slaan. Deze batterijen zijn in wezen geïsoleerde stalen silo’s gevuld met zand.
Het principe achter zandbatterijen is eenvoudig: elektriciteit, afkomstig van het elektriciteitsnet of lokale productie, wordt gebruikt om het zand op te warmen tot wel 600 graden Celsius. Het zand houdt deze warmte vervolgens een aanzienlijke tijd vast en geeft deze weer af wanneer dat nodig is. Omdat zand zijn temperatuur maandenlang kan vasthouden, kunnen deze batterijen helpen de kloof te overbruggen tussen de energieovervloedige zomermaanden en de koudere wintermaanden.
Waarom je dit moet weten:
We belichten innovatieve oplossingen op het gebied van energieopslag, die de potentie hebben om uitdagingen op het gebied van stroomvariabiliteit, duurzaamheid en toegang tot energie aan te pakken.
2. Plant-e: Geen batterij bij de hand, gebruik een plant
Als je denkt aan duurzame energie opwekken, denk je al snel aan windmolens en zonnepanelen. Maar je kunt ook elektriciteit opwekken met behulp van planten. Dat is bijvoorbeeld handig als je sensoren in de wildernis wilt laten werken zonder telkens een batterij te moeten vervangen. Plant-e heeft hiervoor een techniek ontwikkeld. “We produceren CO₂-negatieve elektriciteit,” zegt Marjolein Helder, medeoprichter van Plant-e.
Een plant produceert organisch materiaal door middel van fotosynthese. Met behulp van zonlicht zet een plant CO₂ om in bijvoorbeeld suikers. Een deel hiervan gebruikt de plant voor de groei. Maar ze scheidt ook een deel uit naar de bodem via haar wortels. Vervolgens breken bacteriën in de bodem die organische stoffen af en daarbij komen elektronen vrij. Helder: “Als de bacteriën hun energie op willen wekken, dan moeten ze elektronen ook kwijt kunnen. Als we die bacteriën een koolstofelektrode aanbieden, gaan ze daarop groeien en brengen ze hun elektronen over naar de elektrode. Als je op die elektrode een ook nog anode aansluit, heb je als het ware een batterij en kun je elektriciteit opwekken.”
Dit is een artikel uit IO Next: Energy Storage. Elektrificatie –oftewel: het gebruik van batterijen – is een deel van de oplossing. En daarom staat dit magazine geheel in het teken van dat cruciale puzzelstukje.
3. Kitepower: Een zelfopladend batterijsysteem
Kitepower, een Nederlandse start-up die windenergie opwekt met vliegers, heeft de Kitepower Hawk geïntroduceerd. Het Hawk-systeem integreert accu-energieopslag met een Airborne Wind Energy System (AWE). Met de Hawk biedt Kitepower een duurzaam alternatief voor dieselgeneratoren.
Kitepower vervangt dieselgeneratoren door batterij-energieopslagsystemen (BESS) op te laden met een vlieger. De Hawk vlieger wekt 30 kW energie op en slaat deze direct op in een 400 kWh batterij. Dit maakt hernieuwbare energie mobiel en toegankelijk voor de landbouw, de bouw en eilandgemeenschappen. De Hawk is uniek als mobiele hernieuwbare energiebron die volledig onafhankelijk van het elektriciteitsnet kan worden gebruikt.
4. LeydenJar: Een anode van zuiver silicium met hoge energiedichtheid
Als er één ding belangrijk is in batterijen, dan is het de levensduur. De perfecte batterij kan snel opladen, gaat lang mee, is goedkoop en bovendien veilig. Dat is allemaal belangrijk, maar de uitdaging zit hem vaak in de levensduur. Ewout Lubberman, CEO van LeydenJar: “We zijn er trots op dat we 450 cycli kunnen garanderen, maar we werken aan verbeteringen om meer dan 1.000 cycli te halen.”
LeydenJar, een Nederlands batterijbedrijf, ontwikkelde een nieuwe silicium anode technologie. Deze maakt een aanzienlijk hogere energiedichtheid in lithium-ionbatterijen mogelijk, waardoor batterijen kleiner en krachtiger worden. Zo ontstaan er nieuwe mogelijkheden voor elektrische voertuigen.
“Onze truc is om de traditionele grafietanode te veranderen in een zuivere siliciumanode, een technologie die we hebben geleerd van de Brainport-halfgeleiderindustrie. Omdat silicium tien keer meer anoden per gram kan bevatten, hebben onze batterijen een veel hogere dichtheid.”
Als je dit artikel leuk vindt, lees dan ook:
