"Vloeibare batterij" om hele elektriciteitsnetten te ondersteunen

Elektriciteit uit wind en zon kan nu extreem goedkoop worden opgewekt. Dit verklaart ook de snelle uitbreiding van beide energiebronnen, die nog steeds iets gemeen hebben: de inconsistente opbrengst, afhankelijk van het weer en het seizoen.

Zelfs als de vraag naar elektriciteit in de loop van een dag sterk schommelt, blijft deze het hele jaar door constant. Dit kan niet gezegd worden van de zon of de wind. Zonnecellen leveren bijvoorbeeld op hoge breedtegraden in de wintermaanden nauwelijks een noemenswaardige hoeveelheid elektriciteit.

Dit wordt enigszins gecompenseerd door een hogere opbrengst van windenergie in de winter, maar voor een echt stabiele levering zijn enorme hoeveelheden opslagmogelijkheden nodig om meerdere dagen met weinig wind te overbruggen en optimaal gebruik te maken van de volatiele energieopbrengst van hernieuwbare bronnen.

Lithiumbatterijen, loodbatterijen en meer zijn betrouwbare systemen voor elektriciteitsopslag, maar vereisen een complexe constructie. Dit resulteert in hoge kosten op grote schaal.

De universiteit van Stanford, Californië, heeft een andere aanpak gepresenteerd. Onderzoekers hebben een efficiënte manier gevonden om overtollige elektriciteit direct om te zetten in vloeibare brandstof. Het zal niemand verbazen dat er waterstof wordt gebruikt, maar in een heel andere vorm dan gebruikelijk.

In plaats van het via elektrolyse te verkrijgen, wordt deze stap overgeslagen. Hoe veelbelovend toegang tot pure waterstof ook is, opslag en transport zijn duur en inefficiënt.

In plaats daarvan is er een methode ontwikkeld om het in gebonden vorm te verkrijgen met behulp van elektriciteit, het vervolgens op te slaan als vloeistof en het te gebruiken om elektriciteit op te wekken of als brandstof wanneer dat nodig is. De bestaande infrastructuur voor het transport van vloeibaar gas en fossiele brandstoffen zou hiervoor gebruikt kunnen worden.

Isopropanol, ook bekend als propan-2-ol, isopropylalcohol, propol of persprit, bestaat uit acht waterstofatomen, één zuurstofatoom en drie koolstofatomen. Dit betekent dat het massapercentage waterstof in de stof, die vloeibaar is bij kamertemperatuur, 13 procent is.

Tot nu toe was de directe extractie van isopropanol uit water zonder de omweg via pure waterstof echter problematisch. Er moest een veel minder ingewikkelde en directere manier worden gevonden.

Uiteindelijk kon de combinatie van de katalysatoren iridium en kobaltceen, een kobaltatoom met twee aromatische ringen, het verhoopte succes opleveren. Dit maakt de productie van grote hoeveelheden isopropanol op een zeer efficiënte manier mogelijk.

De hoeveelheid opgeslagen energie is zeker indrukwekkend: de pure waterstof in één kubieke meter isopropanol staat gelijk aan 3500 kilowattuur elektriciteit. Genoeg voor minstens één huishouden gedurende één jaar in de meeste landen ter wereld.