Batterij Battolyser kan 4 keer zo snel stroom opslaan door nieuw 3D-ontwerp

De Battolyser laadt nu op en produceert waterstof met een vergelijkbare snelheid als die van huidige elektrolysers, maar zonder schaarse edelmetalen te gebruiken. Omdat de capaciteit is vergroot, scheelt dit ruimte en kosten. Dat schrijven Delftse onderzoekers in het wetenschappelijke tijdschrift Cell Reports Physical Science.

Nieuwe elektroden
Waar batterijen worden ingezet voor dag- en nachtopslag, wordt waterstof geproduceerd door elektrolysers ingezet voor seizoensopslag. De Battolyser is een batterij en elektrolyser ineen. Hoogleraar Fokko Mulder bedacht de Battolyser als concept in 2013, die vervolgens in 2018 als spin-off tot stand kwam en in 2021 als Battolyser Systems de markt op ging.

De Battolyser heeft nu een nieuw 3D-ontwerp waardoor ze kan schakelen tussen laden en elektrolyse naar ontladen, iets dat gewone elektrolysers niet kunnen. De nieuwe elektroden zorgen ervoor dat elektriciteit beter door de Battolyser kan stromen en dat gassen tijdens de elektrolyse efficiënter worden afgevoerd, vertelt Mulder. ‘Dat scheelt ruimte en kosten, want dankzij deze krachtigere elektroden hoeven we minder cellen te maken om dezelfde hoeveelheid lading op te slaan, terwijl ze meer waterstof kunnen produceren.’

35 voetbalvelden
‘Om een idee te geven van hoeveel ruimte de innovatie kan besparen: met de upgrade zouden we bijvoorbeeld een aangekondigde Eneco-elektrolyser van 20 voetbalvelden en een GIGA Storage lithium-batterij van 15 voetbalvelden samen moeten kunnen vervangen door een Battolyser die net zo groot is als de elektrolyser alleen’, aldus Mulder.

‘Met minder cellen heb je ook minder dure onderdelen nodig, zoals membranen die waterstof en zuurstof van elkaar scheiden en current collectors die de elektriciteit naar de elektroden leiden. 4 keer zo weinig materialen voor de cellen betekent 75 procent minder kosten voor die materialen. Dat moet zich ook na opschaling gaan uitbetalen in minder materiaalgebruik en kosten.’

Groenestroommarkt
Eerste auteur Robin Möller-Gulland onderzocht voor zijn promotieonderzoek hoe hij de laadsnelheid en capaciteit van de Battolyser kon verbeteren. Samen met Mulder bedacht hij de nieuwe structuur van de elektroden met kanalen van elektrolyt erin voor betere geleiding. Het doel was dat de batterij minstens 1 uur kan opladen en in 4 uur kan ontladen, vergelijkbaar met een laadsnelheid van een elektrolyser zonder edelmetalen.

Mulder: ‘Dat past goed bij wat de groenestroommarkt nodig heeft in de toekomst, omdat de pieken van stroomoverschotten en stroomtekorten ook optreden over circa 4 uur. In die tijd moet je dus beide realiseren: batterij (ont)laden en waterstof maken.’ ‘Ook de laadsnelheid gaat erop vooruit’, voegt Möller-Gulland toe. ’82 procent laden in slechts 18 minuten is nu ook mogelijk, zonder in te boeten op batterijcapaciteit.’

Patentaanvraag en financiering
De Delftse onderzoekers hebben een patent aangevraagd voor het nieuwe elektroden-ontwerp. Voor hun onderzoek ontvingen zij financiering vanuit de NWO-TTW en een groep bedrijven, waaronder Battolyser Systems als lid van de gebruikersgoep.

In september van dit jaar ontving Battolyser Systems 30 miljoen euro financiering voor de elektrolyser van de volgende generatie. Vorig jaar oktober wist het bedrijf ook al 40 miljoen euro op te halen.