Van lab naar woonwijk en industrie: AVOXT ontwikkelt next generation elektrolyser

Hoe is AVOXT ontstaan?
‘Binnen HighTechXL in Eindhoven, een organisatie die technologieën uit onderzoeksinstellingen aan ondernemers koppelt, om zo concepten met potentie naar de markt te brengen. Ik had een achtergrond in werktuigbouwkunde, werkte bij Prodrive, maar wilde meer dan alleen engineering. Bij HighTechXL ben ik mijn cofounder Ton tegengekomen. Hij had er al een hele carrière op zitten en wilde nog één keer echt impact maken.’

Hoe kwamen jullie bij elektrolyse terecht?
‘HighTechXL bood meerdere technologieën aan. We konden daarop inschrijven en meedenken over mogelijke toepassingen. Wij kwamen al snel uit bij waterstof, vanwege het potentieel en de groei van de markt. In eerste instantie werkten we aan aansturingstechnologie, een idee van CERN, ontwikkeld voor het extreem precies sturen van grote vermogens voor deeltjesversnellers.’

Jullie hebben een switch gemaakt?
‘De technologie werkte uitstekend, maar de businesscase bleek lastig. Het werd complexer en duurder dan verwacht, en dus moeilijk schaalbaar als los product. Daarom zijn we dieper in het totale elektrolyseproces gedoken. Daar zagen we dat niet alleen de aansturing, maar vooral de elektrolyser zelf meerdere structurele knelpunten bevat die invloed hebben op kosten, efficiëntie en schaalbaarheid. Wij zagen kansen voor een compleet redesign van alkalische elektrolyse.’

Waarom juist deze vorm van elektrolyse?
‘Proton exchange membrane (pem)-elektrolyse gebruikt edelmetalen zoals iridium en platina als katalysatoren. Die zijn schaars, en vooral iridium kent een hoge milieu-impact bij de winning. Waarom zou je daar gebruik van maken als je naar een groenere wereld streeft? Anion Exchange Membrane (AEM)-elektrolyse en andere membraantechnologieën bevinden zich nog in een vroeg ontwikkelstadium en hebben vaak een relatief korte levensduur. Solid oxide-elektrolyse is zeer efficiënt, maar werkt alleen bij hoge temperaturen. Alkalische elektrolyse is een zeer oude technologie en robuust, maar er is relatief weinig fundamentele innovatie in doorgevoerd. Daar zagen wij de meeste ruimte voor verbetering.’

Wat is jullie technische innovatie?
‘Wij hebben het systeem binnenstebuiten gekeerd; de elektrolyser opnieuw ontworpen en daarbij het membraan verwijderd, dat normaal waterstof en zuurstof van elkaar scheidt. In plaats daarvan gebruiken we vloeistofstromen door de elektrodes om de gassen direct op de plek van productie gescheiden af te voeren. Daarmee hebben we een fundamenteel andere manier ontwikkeld om de gasscheiding binnen een alkalische elektrolyser te realiseren.’

Het membraan was het knelpunt?
‘Membranen zijn dure en kwetsbare componenten. Ze vereisen onderhoud, kunnen degraderen en voegen extra weerstand toe aan het systeem. Daarnaast vertrouwen veel bestaande elektrolysers voor de veiligheid sterk op dat ene onderdeel. Wij wilden juist een ontwerp ontwikkelen waarin die afhankelijkheid veel kleiner wordt.’

Wat levert dat technisch op?
‘Door het weglaten van het membraan verlagen we de interne weerstand en verminderen we het aantal onderhoudsgevoelige onderdelen. Dat maakt het systeem eenvoudiger en potentieel efficiënter. Daarnaast ontwerpen we het systeem zodanig dat het sneller kan reageren op wisselende beschikbaarheid van elektriciteit. Tegelijk proberen we de veiligheid te verbeteren door gasscheiding direct in het proces te integreren in plaats van via één kritisch component.’

Op welke markten richten jullie je?
‘In de industrie, veruit de grootste markt van nu, wordt al meer dan 100 miljoen ton waterstof gebruikt, waarvan ongeveer 97 procent nog uit fossiele brandstoffen komt. Waterstof is een belangrijke bouwstof, onder meer voor petrochemie, kunstmestproductie en zelfs voedingsmiddelen zoals margarine. Tegelijk gaat het hier om investeringsbeslissingen van honderden miljoenen tot meerdere miljarden euro’s. Dat maakt het lastig om als nieuwe technologie direct die markt binnen te stappen. Daarom beginnen wij met kleinere projecten waarin we de technologie kunnen bewijzen en opschalen.’

Waar staan jullie nu?
‘We hebben in het lab 6 single-cell prototypes gebouwd. Daarmee hebben we bewezen dat het technisch werkt. De volgende stap is de bouw van een eerste stack van ongeveer 3 kilowatt, goed voor circa anderhalve kilo waterstof per dag. Daarmee testen we schaalbaarheid, reproduceerbaarheid en veiligheid buiten de labomgeving. Dat willen we doen bij Entrance in Groningen, een energiehub waar nieuwe technologieën voor de energietransitie en groene moleculen in de praktijk kunnen worden getest. Daarnaast staat ons eerste commerciële pilotproject in de steigers.’

Wat voor project is dat?
‘Het gaat om een volledig offgrid full electric woonwijk van 140 woningen in de Brainport-regio. De initiatiefnemer zocht een oplossing voor een locatie waar bouwen lastig was door beperkingen vanwege stikstof en netaansluiting. Het idee is om de energievoorziening volledig lokaal te organiseren. Alle woningen krijgen zonnepanelen, een batterij en een warmtepomp. Daar komen een buurtbatterij, klein zonneveld en wat windenergie bij.’

Welke rol speelt jullie elektrolyser in die wijk?
‘Alleen zon, wind en opslag in batterijen zijn niet voldoende om een woonwijk het hele jaar van energie te voorzien. In de zomer ontstaat een overschot aan elektriciteit, terwijl de vraag in de winter juist groter is. Daarom zetten wij overtollige stroom om in waterstof met een elektrolyser van ongeveer 150 kilowatt. Daarmee produceren we circa 6.000 kilo waterstof per jaar. Die kan langdurig worden opgeslagen en later weer worden omgezet in elektriciteit.’

Wat zijn de volgende stappen voor AVOXT?
‘Waterstof was een hype, kwam daarna in een diep dal terecht en nu zijn we weer terug in de realiteit. Er zijn heel wat bedrijven die te vroeg waren, te hard wilden gaan en van het toneel verdwenen. We doen het dus stap voor stap. In 2027 realiseren we ons eerste commerciële project, die woonwijk. Daarna schalen we op met meer projecten, zodat we draaiuren en praktijkdata kunnen verzamelen. Uiteindelijk willen we rond 2030 op grotere schaal produceren en uitgroeien tot een serieuze industriële speler.’

Kijken jullie daarbij vooral naar Nederland?
‘Nee, misschien zelfs meer naar het buitenland. De prijs van elektriciteit is een van de belangrijkste onderdelen van de kostprijs van waterstof en die ligt in Nederland relatief hoog. Daarom kijken we ook nadrukkelijk naar landen met veel zon of wind, zoals Spanje, Chili, Scandinavië en het Midden-Oosten waar het heel erg hard gaat met waterstof.’

Hoe financieren jullie die groei?
‘Met extern kapitaal en subsidieprojecten. Er komt een nieuwe investeringsronde aan die dit jaar wordt afgerond. Daarvoor zoeken we minimaal 8 miljoen euro. Aan interesse hebben we gelukkig geen gebrek, en daarmee kunnen we naar verwachting weer achttien tot vierentwintig maanden verder.’