IJzerpoeder is schoon alternatief voor industrie

Minister Wiebes liet de Nederlandse industrie in januari weten dat ze uiterlijk in 2022 van het Groningse gas af moet zijn. Studenten van de TU Eindhoven werken aan een duurzame technologie die een oplossing kan zijn voor industriële gasgebruikers: ijzerverbranding. IJzerpoeder is namelijk een prima brandstof, zonder CO2-uitstoot, met volledig hergebruik van het restproduct. En er zijn hoge temperaturen haalbaar, wat voor veel industrieën belangrijk is. De Eindhovense studenten bouwden een proof-of-concept-installatie, die zowel warmte als elektriciteit genereert.

IJzerpoeder heeft als brandstof de potentie een belangrijke plaats te gaan innemen in de toekomstige energievoorziening. Overtollige duurzame energie, bijvoorbeeld van zonnepanelen op zeer zonnige dagen, kan compact worden opgeslagen in ijzer door roest (ijzeroxide) om te zetten in ijzer. Dat ijzer kan later, wanneer energie nodig is, als brandstof dienen. Alle ijzeroxide die na verbranding achterblijft, wordt opgevangen en weer gebruikt om energie in op te slaan. Het is dus een volledig circulair proces zonder CO2-uitstoot. De extra kosten zijn te overzien: de belangrijkste kostenpost, de brandstof, zal bij toepassing op industriële schaal tot 2 keer zo duur zijn. Maar door de stijgende prijs om CO2 uit te mogen stoten zou de prijs op termijn zelfs lager uit kunnen komen.

Overvloed

De installatie van het Eindhovense Team SOLID is de sluitsteen in dit circulaire proces. De studenten ontwikkelden een installatie die ijzer verbrandt en daarmee heet water, warmte en elektriciteit genereert. De rest van de cirkel bestaat al: de productie van ijzer en de recycling van roest zijn bestaande processen. Die draaien weliswaar nog op fossiele brandstoffen, maar de verwachting is dat dit plaats maakt voor duurzame technieken. In Zweden wordt bijvoorbeeld een proeffabriek gebouwd voor ijzerproductie met duurzaam geproduceerd waterstof in plaats van met gas of kolen. IJzer is er in overvloed: het is het meest voorkomende element op aarde.

Opschalen

De installatie van de Eindhovense studenten heeft een vermogen van 20 kilowatt, wat vergelijkbaar is met een gangbare cv-ketel. Een van de belangrijkste verworvenheden van het systeem is dat het snel kan reageren op een wisselende energievraag. Daarnaast is het systeem relatief gemakkelijk op te schalen. Met de hitte drijft het systeem een Stirlingmotor aan die elektriciteit opwekt, en genereert warme lucht en warm water. De studenten werken samen met Philip de Goey en Niels Deen, TU/e-hoogleraren in respectievelijk Verbrandingstechnologie en Meerfasenstromingen.

De volgende stap van het team wordt een mobiele, industriële ‘demonstrator’ met een vermogen van 100 kilowatt. Het team zoekt hiervoor industriële partners, die mee willen werken aan de ontwikkeling van dit schone alternatief voor fossiele brandstoffen zoals aardgas en kolen.