science >> Wetenschap >  >> Elektronica

IJzerpoeder:een schone, alternatieve brandstof voor de industrie die aardgas vervangt

Team SOLIDs systeem, brandend ijzerpoeder. Credit:Bart van Overbeeke.

De Nederlandse overheid heeft de Nederlandse industrie in januari van dit jaar laten weten dat in 2022, het moet stoppen met het verbruiken van aardgas. Studenten van de Technische Universiteit Eindhoven werken aan een duurzame oplossing om het industriële verbruik van fossiele brandstoffen te vervangen:het verbranden van ijzer. Deze brandstof genereert geen CO2-uitstoot, en het restproduct, Roest, volledig kan worden gerecycled. De ijzerpoedervlammen produceren hoge temperaturen, wat voor veel industrieën van belang is. Het studententeam, team SOLID, heeft een proof-of-concept installatie gebouwd die zowel warmte als elektriciteit opwekt.

Deze technologie heeft het potentieel om een ​​belangrijk element te worden in het toekomstige energiesysteem. overtollige hernieuwbare energie, opgewekt door bijvoorbeeld zonnepanelen op zonnige dagen, kan compact worden opgeslagen in ijzer door roest (ijzeroxide) om te zetten in ijzer. Het ijzer kan later dienen als brandstof, wanneer energie nodig is. Het ijzeroxide dat vrijkomt bij de verbranding wordt opgevangen en hergebruikt. Het gebruik van ijzer in dit systeem is circulair, geen afval produceren en vooral, geen kooldioxide.

Het systeem van Team SOLID biedt een oplossing voor de eerste helft van dit circulaire proces. Het verbrandt ijzerpoeder en genereert daardoor heet water, warmte en elektriciteit. De andere helft van de cyclus bestaat al:de productie van ijzer en de recycling van roest maken al deel uit van bestaande industrieën. Dit deel van de cyclus draait momenteel op fossiele brandstoffen, maar er worden duurzame alternatieven ontwikkeld. In Zweden, bijvoorbeeld, er wordt een proeffabriek gebouwd voor de productie van ijzer met duurzaam geproduceerde waterstof. IJzer is er in overvloed:het is het meest voorkomende element op aarde. De extra kosten zijn beperkt:bij toepassing op industriële schaal zijn de brandstofkosten tot twee keer zo hoog. Echter, de stijgende kosten van CO2-uitstoot kunnen het op den duur zelfs goedkoper maken.

Het systeem van de Eindhovense studenten heeft een vermogen van 20 kilowatt, die vergelijkbaar is met die van een conventionele cv-ketel. Een van de belangrijkste voordelen van het systeem is dat het snel kan reageren op een veranderende energievraag. Bovendien, het systeem is relatief eenvoudig op te schalen. Door gebruik te maken van de warmte, het systeem drijft een Stirlingmotor aan die elektriciteit opwekt. Daarnaast produceert het systeem heet water en stoom. De studenten werken nauw samen met Philip de Goey en Niels Deen, Eindhovense hoogleraren in respectievelijk Combustion Technology en Multiphase &Reactive Flows.

Credit:Technische Universiteit Eindhoven